Lai izmantotu TINACloud un atlasītu interaktīvo līdzstrāvas režīmu, lai analizētu tos tiešsaistē, noklikšķiniet uz zemāk esošās piemēru shēmas vai pieskarieties tam. Iegūstiet zemu izmaksu piekļuvi TINACloud, lai rediģētu piemērus vai izveidotu savas shēmas
Dažreiz inženierzinātnēs mums tiek lūgts projektēt ķēdi, kas no noteiktā avota nodos maksimālo jaudu slodzei. Saskaņā ar maksimālās jaudas pārneses teorēmu slodze saņems maksimālu jaudu no avota, kad tā pretestība (RL) ir vienāds ar iekšējo pretestību (RI) no avota. Ja avota ķēde jau ir Thevenin vai Norton ekvivalentas shēmas formā (sprieguma vai strāvas avots ar iekšēju pretestību), tad risinājums ir vienkāršs. Ja ķēde nav Thevenin vai Norton ekvivalentas shēmas veidā, mums vispirms ir jāizmanto Thevenin's or Nortona teorēma lai iegūtu līdzvērtīgu ķēdi.
Lūk, kā sakārtot maksimālo jaudas pārraidi.
1. Atrast iekšējo pretestību, RI. Šī ir pretestība, ko atrod, atskatoties uz avota diviem slodzes spailēm bez slodzes savienojuma. Kā mēs parādījām Thevenin teorēma un Nortona teorēma Visvienkāršākā metode ir nomainīt sprieguma avotus ar īssavienojumiem un strāvas avotiem ar atvērtām ķēdēm, tad atrast kopējo pretestību starp diviem slodzes termināliem.
2. Atrodiet atvērtā ķēdes spriegumu (UT) vai īssavienojuma strāva (IN) no avota starp diviem kravas termināliem, bez slodzes.
Kad mēs esam atraduši RI, mēs zinām optimālo slodzes pretestību
(RLopt = RI). Visbeidzot, var atrast maksimālo jaudu
Papildus maksimālajai jaudai mēs varētu vēlēties uzzināt vēl vienu svarīgu daudzumu: efektivitāte. Efektivitāti nosaka slodzes saņemtā jaudas attiecība pret kopējo avota piegādāto jaudu. Thevenin ekvivalentam:
un Norton ekvivalentam:
Izmantojot TINA tulku, to ir viegli izdarīt P, P / Pmaks, un h kā funkciju RL. Nākamais grafiks parāda P / Pmax, ieslēgšana RL dalīts ar maksimālo jaudu, Pmaks, kā funkciju RL (ķēdei ar iekšējo pretestību RI= 50).
Tagad aplūkosim efektivitāti h kā funkciju RL.
Zemāk ir parādīta shēma un TINA Interpreter programma, lai uzzīmētu iepriekšminētās diagrammas. Ņemiet vērā, ka mēs arī izmantojām TINA loga Diagramma rediģēšanas rīkus, lai pievienotu tekstu un punktētu līniju.
Tagad izpētīsim efektivitāti (h) maksimālās jaudas pārneses gadījumā, kur RL = RTh.
Efektivitāte ir:
kas procentos ir tikai 50%. Tas ir pieņemams dažām lietojumprogrammām elektronikā un telekomunikācijās, piemēram, pastiprinātājos, radiouztvērējos vai raidītājos. Tomēr 50% efektivitāte nav pieņemama akumulatoriem, barošanas avotiem un noteikti ne elektrostacijām.
Vēl viena nevēlama slodzes sakārtošana, lai sasniegtu maksimālu enerģijas pārnesi, ir 50% sprieguma kritums uz iekšējo pretestību. Avota sprieguma kritums par 50% var būt reāla problēma. Faktiski ir nepieciešams gandrīz nemainīgs slodzes spriegums. Tas prasa sistēmas, kurās avota iekšējā pretestība ir daudz zemāka nekā slodzes pretestība. Iedomājieties 10 GW spēkstaciju, kas darbojas ar maksimālo enerģijas pārnesi vai tuvu tai. Tas nozīmētu, ka puse no iekārtas saražotās enerģijas tiktu izkliedēta pārvades līnijās un ģeneratoros (kas, iespējams, izdegtu). Tas arī radītu slodzes spriegumus, kas nejauši svārstītos no 100% līdz 200% no nominālās vērtības, mainoties patērētāja enerģijas patēriņam.
Lai ilustrētu maksimālās jaudas pārneses teorēmas pielietojumu, atradīsim rezistora R optimālo vērtībuL saņemt maksimālo jaudu zemāk esošajā ķēdē.
Mēs saņemam maksimālo jaudu, ja RL= R1, tā RL = 1 kohm. Maksimālā jauda:
Rl:=R1;
Pmax:=sqr(Vs)/4/Rl;
Rl=[1k]
Pmax = [6.25m]
Rl=R1
Pmax=Vs**2/4/Rl
drukāt (“Rl= %.3f”%Rl)
drukāt (“Pmax= %.5f”%Pmax)
Līdzīga problēma, bet ar pašreizējo avotu:
Atrodiet rezistora R maksimālo jauduL .
Mēs saņemam maksimālo jaudu, ja RL = R1 = 8 omi. Maksimālā jauda:
Rl:=R1;
Rl=[8]
Pmax:=sqr(IS)/4*R1;
Pmax=[8]
Rl=R1
drukāt (“Rl= %.3f”%Rl)
Pmax=IS**2/4*R1
drukāt (“Pmax= %.3f”%Pmax)
Turpmāk minētā problēma ir sarežģītāka, tāpēc vispirms tas ir jāsamazina līdz vienkāršākai ķēdei.
Atrast RI lai sasniegtu maksimālu jaudas pārraidi un aprēķinātu šo maksimālo jaudu.
Vispirms atrodiet Norton ekvivalentu, izmantojot TINA.
Visbeidzot, maksimālā jauda:
O1:=Replus(R4,(R1+Replus(R2,R3)))/(R+Replus(R4,(R1+Replus(R2,R3))));
IN:=Vs*O1*Replus(R2,R3)/(R1+Replus(R2,R3))/R3;
RN: = R3 + Replus (R2, (R1 + Replus (R, R4)));
Pmax: = sqr (IN) / 4 * RN;
IN = [250u]
RN = [80k]
Pmax = [1.25m]
Replus = lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
O1=Replus(R4,R1+Replus(R2,R3))/(R+Replus(R4,R1+Replus(R2,R3)))
IN=VS*O1*Replus(R2,R3)/(R1+Replus(R2,R3))/R3
RN=R3+Replus(R2,R1+Replus(R,R4))
Pmax=IN**2/4*RN
drukāt (“IN= %.5f”%IN)
drukāt (“RN= %.5f”%RN)
drukāt (“Pmax= %.5f”%Pmax)
Mēs varam arī atrisināt šo problēmu, izmantojot vienu no TINA interesantākajām iezīmēm Optimizācija analīzes režīmā.
Lai iestatītu optimizāciju, izmantojiet analīzes izvēlni vai ikonas ekrāna augšējā labajā stūrī un atlasiet Optimizācijas mērķis. Noklikšķiniet uz enerģijas skaitītāja, lai atvērtu tā dialoglodziņu un atlasītu Maksimālais. Pēc tam atlasiet Control Object, noklikšķiniet uz RI, un noteikt robežas, kurās jāmeklē optimālā vērtība.
Lai veiktu optimizāciju TINA v6 un jaunākās versijās, vienkārši izmantojiet komandu Analysis / Optimization / DC Optimization no izvēlnes Analysis.
Vecākās TINA versijās šo režīmu varat iestatīt no izvēlnes, Analīze / režīms / optimizācijaun pēc tam izpildiet DC analīzi.
Pēc iepriekš minētās problēmas optimizēšanas, parādās šāds ekrāns:
Pēc optimizācijas RI vērtība tiek automātiski atjaunināta līdz atrastajai vērtībai. Ja nākamo reizi veicam interaktīvu līdzstrāvas analīzi, nospiežot līdzstrāvas pogu, tiek parādīta maksimālā jauda, kā parādīts nākamajā attēlā.
English
English
German
French
Spanish
Portuguese
Russian
Chinese (Simplified)
Chinese (Traditional)
Japanese
Korean
Hungarian