МАКСИМАЛНА ТЕОРЕМА ПРЕНОСА СНАГЕ

Кликните или додирните Пример кола испод да бисте позвали ТИНАЦлоуд и изаберите Интерактивни ДЦ режим да бисте их анализирали на мрежи.
Набавите јефтин приступ ТИНАЦлоуд-у да бисте уредили примере или креирали сопствена кола

Понекад у инжењерству од нас траже да дизајнирамо склоп који ће пренети максималну снагу на оптерећење из датог извора. Према теореми највећег преноса снаге, оптерећење ће добити максималну снагу од извора када је његов отпор (Р_L) је једнак унутрашњем отпору (Р_I) извора. Ако је изворни круг већ у облику еквенвалентног склопа Тхевенин или Нортон (извор напона или струје са унутрашњим отпором), тада је решење једноставно. Ако склоп није у облику Тхевениновог или Нортоновог еквивалентног кола, прво морамо користити Тхевенин'с or Нортонова теорема за добијање еквивалентног кола.

Ево како ћете организовати максимални пренос снаге.

КСНУМКС. Пронађите унутрашњи отпор, Р_I. Ово је отпор који се проналази гледањем у два терминала оптерећења извора без повезаног терета. Као што смо показали у Тхевенин'с Тхеорем Нортонова теорема поглавља, најлакши начин је замијенити изворе напона кратким спојевима и изворима струје путем отворених струјних кругова, а затим пронаћи укупни отпор између два терминала оптерећења.

КСНУМКС. Пронађите напон отвореног круга (У_T) или струја кратког споја (И_N) извора између два терминала за терет, без прикљученог терета.

Када смо пронашли Р_I, знамо оптималну отпорност на оптерећење
(R_Лопт = Р_I). Коначно, може се наћи максимална снага

Поред максималне снаге, можда желимо да знамо још једну важну количину: ефикасност. Ефикасност се дефинише односом примљене снаге оптерећења и укупне снаге коју извор даје. За еквивалент Тхевенина:

и за Нортон еквивалент:

Користећи ТИНА Интерпретер, лако је нацртати П, П / П_Мак, и h као функција R_L. Следећи графикон приказује П / Пмак, укључивање R_L подељено са максималном снагом, P_Мак, као функција R_L (за круг са унутрашњим отпором Р_I= КСНУМКС).

Сада да видимо ефикасност h као функција R_L.

Круг и програм ТИНА Интерпретер за цртање горњих дијаграма приказани су доле. Имајте на уму да смо такође користили алате за уређивање прозора ТИНА-ина дијаграма како бисмо додали текст и испрекидану линију.

Сада истражимо ефикасност (h) за случај максималног преноса снаге, где R_L = Р_Тх.

Ефикасност је:

који је дат у проценту само 50%. То је прихватљиво за неке примене у електроници и телекомуникацијама, као што су појачала, радио пријемници или предајници. Међутим, 50% ефикасност није прихватљива за батерије, напајање и сигурно не за електране.

Друга непожељна последица уређења оптерећења ради постизања максималног преноса снаге је 50% пад напона на унутрашњем отпору. 50% пад напона може бити прави проблем. У ствари, потребан је скоро константан напон оптерећења. Ово захтева системе код којих је унутрашњи отпор извора много нижи од отпора оптерећења. Замислите електрану од 10 ГВ која ради на или близу максималног преноса снаге. То би значило да би се половина енергије произведене у постројењу распршила у далеководима и генераторима (који би вероватно изгорели). То би такође резултирало напонима оптерећења који би насумично варирали између 100% и 200% номиналне вредности у зависности од коришћења потрошње енергије.

Да бисмо илустровали примену теореме о максималном преносу снаге, пронађите оптималну вредност отпорника Р_L да прими максималну снагу у кругу испод.

Добијамо максималну снагу ако је Р_L= Р₁, па Р_L = КСНУМКС кохм. Максимална снага:

Сличан проблем, али са тренутним извором:

Пронађите максималну снагу отпорника Р_L .

Добијамо максималну снагу ако је Р_L = Р₁ = КСНУМКС охм. Максимална снага:

Следећи проблем је сложенији, тако да га прво морамо смањити на једноставнији круг.

Финд Р_I за постизање максималног преноса снаге и израчунавање максималне снаге.

Коначно максимална снага:

Овај проблем можемо решити и помоћу једне од најзанимљивијих карактеристика ТИНА-е Оптимизација моде за анализу.

Да бисте се подесили за оптимизацију, користите мени за анализу или иконе у горњем десном углу екрана и изаберите Циљ оптимизације. Кликните на мерач снаге да бисте отворили дијалошки оквир и изабрали Максимум. Затим изаберите Цонтрол Објецт, кликните на Р_I, и поставите границе унутар којих би требало тражити оптималну вредност.

Да бисте спровели оптимизацију у ТИНА в6 и новијој верзији, једноставно користите наредбу Аналисис / Оптимизатион / ДЦ Оптимизатион из менија Аналисис.

У старијим верзијама ТИНА, можете подесити овај режим из менија, Анализа / начин / оптимизација, а затим извршите ДЦ анализу.

Након покретања оптимизације за горе наведени проблем, појављује се следећи екран:

Након оптимизације, вредност РИ се аутоматски ажурира на пронађену вредност. Ако наредимо интерактивну анализу истосмјерног притиска на типку ДЦ, максимална снага ће се приказати као што је приказано на сљедећој слици.