Kliknite ali se dotaknite spodnjih vzorčnih vezij, da pokličete TINACloud in izberite način Interactive DC za analizo na spletu. Pridobite poceni dostop do TINACloud, da uredite primere ali ustvarite lastna vezja
Včasih v inženiringu od nas zahtevajo, da oblikujemo vezje, ki bo največjo moč preneslo na obremenitev iz danega vira. V skladu s teoremom o največji moči lahko obremenitev dobi največjo moč od vira, ko upre (RL) je enak notranjemu uporu (RI) vira. Če je izvorni tokokrog že v obliki enakovrednega vezja Thevenin ali Norton (napetostni ali tokovni vir z notranjim uporom), je rešitev preprosta. Če vezje ni v obliki enakovrednega vezja Thevenin ali Norton, moramo najprej uporabiti Thevenin's or Nortonov izrek pridobiti enakovredno vezje.
Tukaj je, kako urediti največji prenos moči.
1. Poišči notranji upor, RI. To je odpornost, ki jo najdete, če pogledate nazaj v dva nosilna vira brez priključenega bremena. Kot smo pokazali v Theveninova teorema in Nortonova teorema poglavja, najlažji način je zamenjati napetostne vire s kratkimi stiki in tokovnimi viri z odprtimi vezji, nato pa ugotoviti celotni upor med obema terminaloma.
2. Poiščite napetost odprtega tokokroga (UT) ali tok kratkega stika (IN) vira med obema terminaloma tovora, brez priključenega bremena.
Ko smo našli RI, poznamo optimalno odpornost na obremenitev
(RLopt = RI). Končno je mogoče najti največjo moč
Poleg maksimalne moči bi morda radi spoznali še eno pomembno količino: učinkovitosti. Učinkovitost je določena z razmerjem med močjo, ki jo dobi obremenitev, in skupno močjo vira. Za ekvivalent Thevenin:
in za ekvivalent Norton:
S TINA-jevim tolmačem je enostavno pripraviti risbo P, P / Pmaxin h kot funkcija RL. Naslednji graf prikazuje P / Pmax, vklop RL deljeno z največjo močjo, Pmax, kot funkcija. \ t RL (za tokokrog z notranjim uporom RI= 50).
Zdaj pa poglejmo učinkovitost h kot funkcija RL.
Spodaj sta prikazana vezje in program TINA Interpreter za risanje diagramov. Upoštevajte, da smo uporabili tudi orodja za urejanje okna TINA Diagram, da smo dodali nekaj besedila in črtkano vrstico.
Zdaj pa preučimo učinkovitost (h) pri prenosu največje moči, kjer RL = RTh.
Učinkovitost je:
ki je naveden kot odstotek le 50%. To je sprejemljivo za nekatere aplikacije v elektroniki in telekomunikacijah, na primer ojačevalniki, radijski sprejemniki ali oddajniki. Vendar pa 50-odstotni izkoristek ni sprejemljiv za baterije, napajalnike in zagotovo ne za elektrarne.
Druga nezaželena posledica ureditve bremena za dosego največjega prenosa energije je 50-odstotni padec napetosti na notranjem uporu. Pravi problem je lahko 50-odstotni padec napajalne napetosti. V resnici je potrebna skoraj konstantna napetost obremenitve. To zahteva sisteme, kjer je notranji upor vira precej nižji od upora. Predstavljajte si 10 GW elektrarno, ki deluje na ali blizu maksimalnega prenosa energije. To bi pomenilo, da bi se polovica energije, ki jo proizvede, razbremenila v daljnovodih in generatorjih (ki bi verjetno izgoreli). Posledica tega bi bila tudi napetost obremenitve, ki bi naključno nihala med 100% in 200% nominalne vrednosti, kolikor se spreminja poraba energije.
Za ponazoritev uporabe izrek največje moči lahko poiščemo optimalno vrednost upora RL za sprejem največje moči v spodnjem vezju.
Dobimo največjo moč, če je RL= R1, tako da RL = 1 kohm. Največja moč:
R1:=RXNUMX;
Pmax:=sqr(Vs)/4/Rl;
Rl=[1k]
Pmax = [6.25m]
Rl=R1
Pmax=Vs**2/4/Rl
print(“Rl= %.3f”%Rl)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
Podoben problem, vendar s trenutnim virom:
Poiščite največjo moč upora RL .
Dobimo največjo moč, če je RL = R1 = 8 ohm. Največja moč:
R1:=RXNUMX;
Rl=[8]
Pmax:=sqr(IS)/4*R1;
Pmax=[8]
Rl=R1
print(“Rl= %.3f”%Rl)
Pmax=IS**2/4*R1
print(“Pmax= %.3f”%Pmax)
Naslednji problem je bolj zapleten, zato ga moramo najprej zmanjšati na enostavnejše vezje.
Najdi RI za dosego največjega prenosa moči in izračun te največje moči.
Najprej poiščite ekvivalent Nortona z uporabo TINA.
Končno največja moč:
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
print(“IN= %.5f”%IN)
print(“RN= %.5f”%RN)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
Ta problem lahko rešimo tudi z eno od najzanimivejših lastnosti TINA optimizacija način analize.
Če želite nastaviti optimizacijo, uporabite meni Analiza ali ikone v zgornjem desnem kotu zaslona in izberite Optimizacijski cilj. Kliknite na merilnik moči, če želite odpreti pogovorno okno in izberite Najvišja. Nato izberite Nadzorni objekt, kliknite RI, in določite meje, znotraj katerih je treba iskati optimalno vrednost.
Za izvedbo optimizacije v TINA v6 in novejših različicah preprosto uporabite ukaz Analysis / Optimization / DC Optimization v meniju Analysis.
V starejših različicah TINA lahko ta način nastavite iz menija, Analiza / način / optimizacijain nato izvedite analizo DC.
Po zagonu optimizacije za zgoraj opisani problem se prikaže naslednji zaslon:
Po optimizaciji se vrednost RI samodejno posodobi na najdeno vrednost. Če naslednjič izvedemo interaktivno analizo enosmernega toka s pritiskom na gumb DC, je prikazana največja moč, kot je prikazano na naslednji sliki.
English
English
German
French
Spanish
Portuguese
Russian
Chinese (Simplified)
Chinese (Traditional)
Japanese
Korean
Hungarian