Mod operasi litar elektrik yang diselaraskan, padanan sumber dan beban

Topik artikel ini akan menjadi pencahayaan umum mod operasi rangkaian elektrik dalam keadaan pemadanan sumber dan beban. Apakah syarat-syarat ini dan bila dan mengapa ia diperlukan? Mod yang sepadan (dari segi kuasa) patut diberi perhatian khusus, tetapi kami akan mempertimbangkan, antara lain, mod lain yang berkaitan.

Mod yang diselaraskan, dalam erti kata umum, ialah mod operasi litar elektrik, apabila kuasa maksimum yang boleh diberikan oleh sumber ini dalam keadaan semasanya diagihkan kepada beban yang disambungkan kepada sumber tertentu.

Keadaan di mana mod ini berlaku ialah kesamaan rintangan beban rintangan dalaman sumber untuk litar DC, atau kesamaan galangan sumber dalaman dengan galangan beban kompleks untuk litar AC.

Adalah jelas bahawa untuk sumber kuasa sebenar dengan rintangan dalaman terhad tertentu, adalah benar bahawa apabila rintangan beban bermula dari sifar meningkat, kuasa yang dilepaskan padanya mula-mula meningkat secara tidak linear, kemudian puncak kuasa yang dikeluarkan pada beban (untuk sumber tertentu) dicapai, dan dengan peningkatan lagi dalam rintangan beban, kuasa yang diagihkan kepadanya berkurangan secara tidak linear, menghampiri sifar.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa arus sumber berkaitan bukan sahaja dengan rintangan beban R, tetapi juga dengan rintangan diri sumber r:

Satu cara atau yang lain, untuk memadankan beban dan sumber, hanya nisbah sedemikian dipilih antara rintangan dalaman sumber dan rintangan litar beban yang sistem yang terhasil mempamerkan dengan tepat sifat-sifat yang diperlukan untuk tugas tertentu. . Atas sebab ini, terdapat beberapa pilihan untuk memadankan beban dan sumber, dan mari kita perhatikan dengan jujur ​​yang utama: dengan voltan, oleh arus, oleh kuasa, oleh impedans ciri.

Sumber beban dan voltan yang sesuai

Untuk mendapatkan voltan maksimum merentasi beban, rintangannya dipilih untuk menjadi lebih besar daripada rintangan dalaman sumber. Iaitu, dalam had, sumber mesti berfungsi di bawah beban, tetapi pada masa yang sama dalam mod melahu, maka voltan dalam beban akan sama dengan emf sumber. Padanan sedemikian digunakan khususnya dalam sistem elektronik di mana voltan berfungsi sebagai pembawa maklumat, pembawa isyarat, dan adalah perlu bahawa kerugian semasa penghantaran isyarat ini adalah minimum.

Memadankan beban dan sumber semasa

Apabila perlu untuk mendapatkan arus beban maksimum, rintangan beban dipilih sekecil mungkin, lebih kurang daripada rintangan dalaman sumber. Iaitu, sumber beroperasi dalam mod litar pintas dan arus yang sama dengan arus litar pintas mengalir melalui beban.

Penyelesaian ini digunakan khususnya dalam litar elektronik di mana pembawa isyarat adalah semasa. Sebagai contoh, fotodiod berkelajuan tinggi menghantar isyarat semasa, yang kemudiannya ditukar kepada tahap voltan yang diperlukan. Impedans input rendah menyelesaikan masalah penyempitan lebar jalur disebabkan oleh penapis palsu RC.

Padanan kuasa beban dan sumber (mod padanan)

Pada beban, kuasa maksimum yang boleh diberikan oleh sumber diperolehi. Rintangan beban adalah sama dengan rintangan dalaman sumber (impedans). Kuasa yang diagihkan dalam mod beban ini ditentukan oleh formula:

Padanan beban dan sumber mengikut impedans ciri

Dalam teori garis panjang dan dalam teknologi gelombang mikro ini adalah jenis kebetulan yang sangat penting. Padanan impedans ciri menghasilkan faktor gelombang pengembaraan maksimum dalam talian penghantaran, yang sama, pada talian panjang, dengan padanan kuasa dalam litar AC konvensional.

Apabila dipadankan dari segi impedans ciri, impedans ciri beban mestilah sama dengan impedans dalaman sumber gelombang. Padanan impedans gelombang digunakan di mana-mana dalam teknologi gelombang mikro.

By the way, dari segi tenaga alternatif dalam masa terdekat, bila sumber kuasa mempunyai ciri-ciri individu yang sangat berbeza daripada yang tradisional, pertama sekali adalah perlu untuk memastikan mod operasi yang diselaraskan bagi sumber dan penerima dengan membuat penerima yang sepadan dengan ciri-cirinya dengan sumber tertentu, dan hanya kemudian untuk menukar yang diterima tenaga dalam bentuk yang boleh diterima oleh beban.