TEOREMIT TË MËPOSHTME TË TRANSFERIMIT TË POWER

Klikoni ose Prekni qarqet Shembuj më poshtë për të thirrur TINACloud dhe zgjidhni modalitetin Interaktiv DC për të Analizuar ato në Internet.
Merrni një qasje me kosto të ulët në TINACloud për të redaktuar shembujt ose për të krijuar qarqet tuaja

Ndonjëherë në inxhinieri kërkohet të hartojmë një qark që do të transferojë fuqinë maksimale në një ngarkesë nga një burim i caktuar. Sipas teoremës maksimale të transferimit të energjisë, një ngarkesë do të marrë fuqinë maksimale nga një burim kur rezistenca e tij (R_L) është e barabartë me rezistencën e brendshme (R_I) e burimit. Nëse qarku i burimit është tashmë në formën e një qarku ekuivalent të Thevenin ose Norton (një tension ose burim rrymë me një rezistencë të brendshme), atëherë zgjidhja është e thjeshtë. Nëse qarku nuk është në formën e një qarku ekuivalent të Thevenin ose Norton, duhet së pari të përdorim Thevenin-së or Teorema e Nortonit për të marrë qarkun ekuivalent.

Ja se si të organizoni transferimin maksimal të energjisë.

1. Gjeni rezistencën e brendshme, R_I. Kjo është rezistenca që gjen duke shikuar përsëri në dy terminalet e ngarkesës së burimit pa ngarkesë të lidhur. Siç kemi treguar në Teorema e Theveninit Teorema e Nortonit kapitujve, metoda më e lehtë është zëvendësimi i burimeve të tensionit nga qarqet e shkurtra dhe burimet aktuale nga qarqet e hapura, më pas gjeni rezistencën e përgjithshme midis dy terminaleve të ngarkesës.

2. Gjeni tensionin e qarkut të hapur (U_T) ose qark aktual i shkurtër (I_N) të burimit ndërmjet dy terminaleve të ngarkesës, pa ngarkesë të lidhur.

Pasi ta kemi gjetur R_I, ne e dimë rezistencën optimale të ngarkesës
(R_Lopt = R_I). Së fundi, fuqia maksimale mund të gjendet

Përveç fuqisë maksimale, mund të duam të dimë një sasi tjetër të rëndësishme: efikasitet. Efikasiteti përcaktohet nga raporti i fuqisë së marrë nga ngarkesa në fuqinë totale të furnizuar nga burimi. Për ekuivalentin e Thevenin:

dhe për ekuivalentin e Norton:

Duke përdorur përkthyesin e TINA-s, është e lehtë të vizatoni P, P / P_maxdhe h si një funksion i R_L. Grafiku tjetër tregon P / Pmax, fuqia në R_L i ndarë nga fuqia maksimale, P_max, si një funksion i R_L (për një qark me rezistencë të brendshme R_I= 50).

Tani le të shohim efikasitetin h si një funksion i R_L.

Qarku dhe programi Interpretues TINA për të tërhequr diagramet e mësipërm janë paraqitur më poshtë. Vini re se ne kemi përdorur gjithashtu mjetet e redaktimit të dritares Diagnostica TINA për të shtuar disa tekst dhe rreshtin me pika.

Tani le të shqyrtojmë efikasitetin (h) për rastin e transferimit maksimal të energjisë, ku R_L = R_Th.

Efikasiteti është:

e cila kur jepet si përqindje është vetëm 50%. Kjo është e pranueshme për disa aplikacione në elektronikë dhe telekomunikacion, të tilla si amplifikatorë, marrës radio ose transmetues Sidoqoftë, efikasiteti 50% nuk ​​është i pranueshëm për bateritë, furnizimin me energji elektrike, dhe sigurisht jo për termocentralet.

Një pasojë tjetër e padëshirueshme e rregullimit të një ngarkese për të arritur transferimin maksimal të energjisë është rënia e tensionit 50% në rezistencën e brendshme. Një rënie prej 50% e tensionit të burimit mund të jetë një problem i vërtetë. Ajo që është e nevojshme, në fakt, është një tension gati i vazhdueshëm i ngarkesës. Kjo kërkon sisteme ku rezistenca e brendshme e burimit është shumë më e ulët se rezistenca e ngarkesës. Imagjinoni një termocentral 10 GW që vepron në ose afër transferimit maksimal të energjisë. Kjo do të nënkuptonte që gjysma e energjisë së gjeneruar nga uzina do të shpërndahej në linjat e transmetimit dhe në gjeneratorët (që ndoshta do të digjen). Do të rezultonte gjithashtu në tensione të ngarkesës që do të luhatnin rastësisht midis 100% dhe 200% të vlerës nominale, pasi përdorimi i energjisë konsumatore ndryshonte.

Për të ilustruar zbatimin e teoremës maksimale të transferimit të energjisë, le të gjejmë vlerën optimale të rezistorit R_L për të marrë fuqinë maksimale në qark më poshtë.

Ne kemi fuqinë maksimale nëse R_L= R₁, kështu R_L = 1 kohm. Fuqia maksimale:

Një problem i ngjashëm, por me një burim aktual:

Gjeni fuqinë maksimale të rezistencës R_L .

Ne kemi fuqinë maksimale nëse R_L = R₁ = 8 ohm. Fuqia maksimale:

Problemi i mëposhtëm është më kompleks, prandaj së pari duhet ta zvogëlojmë atë në një qark më të thjeshtë.

Gjeni R_I për të arritur transferimin maksimal të energjisë, dhe përllogarisin këtë fuqi maksimale.

Së fundi fuqia maksimale:

Ne gjithashtu mund ta zgjidhim këtë problem duke përdorur një prej karakteristikave më interesante të TINA-s Optimization modaliteti i analizës.

Për të vendosur një Optimizim, përdorni menunë Analiza ose ikonat në pjesën e djathtë të ekranit dhe zgjidhni Optimization Target. Klikoni në njehsorin e energjisë për të hapur kutinë e saj të dialogut dhe zgjidhni Maksimumin. Tjetra, zgjidhni Control Object, klikoni në R_I, dhe vendosni kufijtë brenda të cilave duhet të kontrollohet vlera optimale.

Për të realizuar optimizimin në TINA v6 dhe më lart, thjesht përdorni komandën Analizë / Optimizim / Optimizim DC nga menyja Analiza.

Në versionet e vjetra të TINA, ju mund të vendosni këtë modalitet nga menyja, Analiza / Mode / Optimization, dhe pastaj të ekzekutojë një Analizë DC.

Pas futjes së Optimizimit për problemin e mësipërm, shfaqet ekrani në vijim:

Pas Optimizimit, vlera e RI azhurnohet automatikisht në vlerën e gjetur. Nëse më tej bëjmë një analizë interaktive DC duke shtypur butonin DC, fuqia maksimale shfaqet siç tregohet në figurën e mëposhtme.