Nhấp hoặc Chạm vào các mạch Ví dụ bên dưới để gọi TINACloud và chọn chế độ DC tương tác để Phân tích chúng trực tuyến. Có quyền truy cập chi phí thấp vào TINACloud để chỉnh sửa các ví dụ hoặc tạo các mạch của riêng bạn
Đôi khi trong kỹ thuật, chúng tôi được yêu cầu thiết kế một mạch sẽ truyền công suất tối đa đến tải từ một nguồn nhất định. Theo định lý truyền công suất tối đa, một tải sẽ nhận được công suất tối đa từ một nguồn khi điện trở của nó (RL) bằng với điện trở trong (RI) của nguồn. Nếu mạch nguồn đã ở dạng mạch tương đương Thevenin hoặc Norton (nguồn điện áp hoặc dòng điện có điện trở trong), thì giải pháp rất đơn giản. Nếu mạch không ở dạng mạch tương đương Thevenin hoặc Norton, trước tiên chúng ta phải sử dụng Thevenin or Định lý Norton để có được mạch tương đương.
Đây là cách sắp xếp để chuyển giao quyền lực tối đa.
KHAI THÁC. Tìm điện trở trong, RI. Đây là điện trở người ta tìm thấy bằng cách nhìn lại vào hai cực tải của nguồn không có tải kết nối. Như chúng tôi đã chỉ ra trong Định lý Thevenin và Định lý Norton các chương, phương pháp đơn giản nhất là thay thế các nguồn điện áp bằng các mạch ngắn và nguồn hiện tại bằng các mạch hở, sau đó tìm tổng trở giữa hai cực tải.
KHAI THÁC. Tìm điện áp mạch mở (UT) hoặc dòng điện ngắn mạch (IN) của nguồn giữa hai thiết bị đầu cuối tải, không có tải kết nối.
Khi chúng tôi đã tìm thấy RI, chúng tôi biết khả năng chịu tải tối ưu
(RLopt = RI). Cuối cùng, sức mạnh tối đa có thể được tìm thấy
Ngoài sức mạnh tối đa, chúng ta có thể muốn biết một đại lượng quan trọng khác: hiệu quả. Hiệu quả được xác định bằng tỷ lệ công suất nhận được của tải so với tổng công suất do nguồn cung cấp. Đối với tương đương Thevenin:
và tương đương với Norton:
Sử dụng Thông dịch viên của TINA, thật dễ dàng để vẽ P, P / Ptối đavà h như là một chức năng của RL. Biểu đồ tiếp theo cho thấy P / Pmax, bật nguồn RL chia cho công suất tối đa, Ptối đa, như là một chức năng của RL (đối với mạch có điện trở trong RI= 50).
Bây giờ hãy xem hiệu quả h như là một chức năng của RL.
Mạch và chương trình Phiên dịch TINA để vẽ sơ đồ trên được hiển thị bên dưới. Lưu ý rằng chúng tôi cũng đã sử dụng các công cụ chỉnh sửa của cửa sổ Sơ đồ của TINA để thêm một số văn bản và đường chấm chấm.
Bây giờ hãy khám phá hiệu quả (h) cho trường hợp truyền tải điện tối đa, trong đó RL = RTh.
Hiệu quả là:
mà khi đưa ra dưới dạng phần trăm chỉ là 50%. Điều này có thể chấp nhận được đối với một số ứng dụng trong điện tử và viễn thông, chẳng hạn như bộ khuếch đại, máy thu radio hoặc máy phát Tuy nhiên, hiệu suất 50% không được chấp nhận đối với pin, nguồn điện và chắc chắn không phải cho các nhà máy điện.
Một hậu quả không mong muốn khác của việc sắp xếp tải để đạt được công suất tối đa là giảm điện áp 50% trên điện trở trong. Giảm 50% điện áp nguồn có thể là một vấn đề thực sự. Trên thực tế, điều cần thiết là điện áp tải gần như không đổi. Điều này đòi hỏi các hệ thống trong đó điện trở trong của nguồn thấp hơn nhiều so với điện trở tải. Hãy tưởng tượng một nhà máy điện 10 GW hoạt động tại hoặc gần với mức truyền điện tối đa. Điều này có nghĩa là một nửa năng lượng do nhà máy tạo ra sẽ bị tiêu tán trong các đường truyền và trong các máy phát điện (có thể sẽ bị đốt cháy). Nó cũng sẽ dẫn đến điện áp tải sẽ dao động ngẫu nhiên giữa 100% và 200% giá trị danh nghĩa khi sử dụng năng lượng tiêu dùng thay đổi.
Để minh họa việc áp dụng định lý truyền công suất tối đa, hãy tìm giá trị tối ưu của điện trở RL để nhận được công suất tối đa trong mạch dưới đây.
Chúng ta có được công suất tối đa nếu RL= R1, vậy RL = KIẾM KIẾM. Công suất tối đa:
Rl:=R1;
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)
Một vấn đề tương tự, nhưng với một nguồn hiện tại:
Tìm công suất cực đại của điện trở RL .
Chúng ta có được công suất tối đa nếu RL = R1 = 8 ohm. Công suất tối đa:
Rl:=R1;
Rl=[8]
Pmax:=sqr(IS)/4*R1;
Pmax=[8]
Rl=R1
print(“Rl= %.3f”%Rl)
Pmax=IS**2/4*R1
print(“Pmax= %.3f”%Pmax)
Vấn đề sau phức tạp hơn, vì vậy trước tiên chúng ta phải giảm nó thành một mạch đơn giản hơn.
Tìm RI để đạt được công suất tối đa và tính công suất tối đa này.
Trước tiên hãy tìm Norton tương đương bằng TINA.
Cuối cùng là sức mạnh tối đa:
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 + Trả lời (R2, (R1 + Trả lời (R, R4)));
Pmax: = sqr (IN) / 4 * RN;
IN = [250u]
RN = [80k]
Pmax = [1.25m]
Cộng lại= 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+Cộng lại(R2,R1+Cộng lại(R,R4))
Pmax=IN**2/4*RN
print(“IN= %.5f”%IN)
print(“RN= %.5f”%RN)
print(“Pmax= %.5f”%Pmax)
Chúng tôi cũng có thể giải quyết vấn đề này bằng một trong những tính năng thú vị nhất của TINA, Tối ưu hóa chế độ phân tích.
Để thiết lập Tối ưu hóa, hãy sử dụng menu Phân tích hoặc các biểu tượng ở phía trên bên phải màn hình và chọn Mục tiêu tối ưu hóa. Nhấp vào đồng hồ đo điện để mở hộp thoại và chọn Tối đa. Tiếp theo, chọn Control Object, nhấp vào RI, và đặt giới hạn trong đó giá trị tối ưu sẽ được tìm kiếm.
Để thực hiện tối ưu hóa trong TINA v6 trở lên, chỉ cần sử dụng lệnh Phân tích / Tối ưu hóa / Tối ưu hóa DC từ menu Phân tích.
Trong các phiên bản cũ hơn của TINA, bạn có thể đặt chế độ này từ menu, Phân tích / Chế độ / Tối ưu hóavà sau đó thực hiện Phân tích DC.
Sau khi chạy Tối ưu hóa cho sự cố ở trên, màn hình sau sẽ xuất hiện:
Sau khi Tối ưu hóa, giá trị của RI được tự động cập nhật thành giá trị tìm thấy. Nếu chúng ta tiếp theo chạy phân tích DC tương tác bằng cách nhấn nút DC, công suất tối đa sẽ được hiển thị như thể hiện trong hình dưới đây.
English
English
German
French
Spanish
Portuguese
Russian
Chinese (Simplified)
Chinese (Traditional)
Japanese
Korean
Hungarian