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最大功率转移定理

第10章 - 直流网络分析

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最大功率传输定理并不是如此分析手段,因为它是对系统设计的辅助。简单地说,当负载电阻等于时,最大功率量将通过负载电阻而散发the/诺顿供电网络的电阻。如果负载电阻低于或高于源网络的Thevenin/Norton电阻,其耗散功率将小于最大值。

这基本上是针对无线电发射器设计的目标,其中天线或传输线“阻抗”与最终功率相匹配放大器最大射频功率输出的“阻抗”。阻抗,对AC和DC电流的总体反对与电阻非常相似,源电源和负载之间必须相等,以便转移到负载的最大功率。负载阻抗过高的负载阻抗将导致低功率输出。负载阻抗过低,其不会导致低功率输出,而是由于其内部(紫顿或诺顿)阻抗而耗散的功率可能会过热放大器。

最大功率传输实例

采用我们的彩力等效示例电路,最大功率传输定理告诉我们,最大功耗导致的负载电阻与the the in电阻的值相等(在这种情况下,0.8Ω):

最大功率传输

通过这种负载性的值,耗散的电源将是39.2瓦:

负载阻力值

如果我们要尝试负载电阻的较低值(例如,0.5Ω而不是0.8Ω),我们的负载电阻消耗的功率会降低:

较低的负载电阻值

电阻和总电路的功率耗散增加,但是负载电阻降低。同样,如果我们增加负载电阻(例如1.1Ω而不是0.8Ω),功耗也将小于0.8Ω的功率耗散:

增加载荷阻力

如果你正在设计一个在负载电阻处最大功耗的电路,这个定理将非常有用。将网络降低到一个Thevenin电压和电阻(或诺顿电流和电阻),您只需设置负载电阻等于Thevenin或诺顿当量(或反之),以确保负载的最大功耗。这方面的实际应用可能包括无线电发射机最终放大级设计(寻求最大限度地提高发送到天线或传输线的功率),a并网逆变器加载太阳能电池板,或电动汽车设计(寻求最大限度地提供动力驱动电机)。

最大功率并不意味着最大效率

最大功率传输定理否:最大功率传输与最大效率不一致。将最大功率传输定理应用于交流电源分布不会导致最大值甚至高效率。对于交流电力分布,高效率的目标更为重要,这与负载阻抗相比,对发电机阻抗表示相对低。

与交流电源分配类似,高保真音频放大器是为较低的输出阻抗和较高的扬声器负载阻抗而设计的。作为一个比率,“输出阻抗”:“负载阻抗”被称为阻尼因子通常在100到1000的范围内。

最大功率传输与最低噪声的目标不一致。例如,天线和无线电接收器之间的低电平射频放大器通常用于最低可能的噪声。与最大功率传输定理的决定相比,这通常需要对天线的放大器输入阻抗不匹配。

点评:

  • 最大功率转移定理指出,如果它等于网络供电功率的临时或Norton电阻,则最大功率将通过负载电阻消散。
  • 最大功率转移定理可以不是满足最大效率的目标。

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