Saskaņots elektriskās ķēdes darbības režīms, avota un slodzes saskaņošana

Šī raksta tēma būs elektrisko tīklu darbības režīmu vispārējais apgaismojums avota un slodzes saskaņošanas apstākļos. Kādi ir šie nosacījumi un kad un kāpēc tie ir nepieciešami? Atbilstošais režīms (jaudas ziņā) ir pelnījis īpašu uzmanību, taču mēs, cita starpā, apsvērsim citus atbilstošus režīmus.

Koordinētais režīms vispārīgā nozīmē ir tāds elektriskās ķēdes darbības režīms, kad maksimālā jauda, ​​ko šis avots var dot pašreizējā stāvoklī, tiek sadalīta slodzei, kas savienota ar noteiktu avotu.

Nosacījums, saskaņā ar kuru notiek šis režīms, ir slodzes pretestības vienlīdzība avota iekšējā pretestība līdzstrāvas ķēdēm vai iekšējā avota pretestības vienlīdzība ar komplekso slodzes pretestību maiņstrāvas ķēdēm.

Ir skaidrs, ka reāliem barošanas avotiem ar noteiktu ierobežotu iekšējo pretestību ir taisnība, ka, palielinoties slodzes pretestībai, sākot no nulles, vispirms nelineāri palielinās uz tiem atbrīvotā jauda, ​​pēc tam jaudas maksimums, kas tiek atbrīvots no nulles. tiek sasniegta slodze (noteiktam avotam), un, tālāk palielinoties slodzes pretestībai, tai sadalītā jauda samazinās nelineāri, tuvojoties nullei.

Tas ir saistīts ar faktu, ka avota strāva ir saistīta ne tikai ar slodzes pretestību R, bet arī ar avota pašpretestību r:

Tā vai citādi, lai saskaņotu slodzi un avotu, starp avota iekšējo pretestību un slodzes ķēdes pretestību tiek izvēlēta tieši tāda attiecība, lai iegūtā sistēma parādītu tieši tādas īpašības, kādas tai nepieciešamas konkrētam uzdevumam. . Šī iemesla dēļ ir vairākas iespējas slodzes un avota saskaņošanai, un godīgi atzīmēsim galvenās: pēc sprieguma, pēc strāvas, pēc jaudas, pēc raksturīgās pretestības.

Atbilstošs slodzes un sprieguma avots

Lai iegūtu maksimālo spriegumu pāri slodzei, tā pretestība ir izvēlēta daudz lielāka par avota iekšējo pretestību. Tas ir, robežās avotam jāstrādā zem slodzes, bet tajā pašā laikā dīkstāves režīmā, tad slodzes spriegums būs vienāds ar avota emf. Šāda saskaņošana īpaši tiek izmantota elektroniskajās sistēmās, kur spriegums kalpo kā informācijas nesējs, signāla nesējs, un ir nepieciešams, lai šī signāla pārraides laikā zudumi būtu minimāli.

Slodzes un strāvas avota atbilstība

Ja nepieciešams iegūt maksimālo slodzes strāvu, slodzes pretestība tiek izvēlēta pēc iespējas mazāka, daudz mazāka par avota iekšējo pretestību. Tas ir, avots darbojas īssavienojuma režīmā un caur slodzi plūst strāva, kas vienāda ar īssavienojuma strāvu.

Šo risinājumu īpaši izmanto elektroniskajās shēmās, kur signāla nesējs ir strāva. Piemēram, ātrgaitas fotodiode pārraida strāvas signālu, kas pēc tam tiek pārveidots vajadzīgajā sprieguma līmenī. Zema ieejas pretestība atrisina joslas platuma samazināšanās problēmu RC viltus filtra dēļ.

Slodzes un avota jaudas saskaņošana (saskaņošanas režīms)

Pie slodzes tiek iegūta maksimālā jauda, ​​ko avots var nodrošināt. Slodzes pretestība ir vienāda ar avota iekšējo pretestību (impedanci). Šajā slodzes režīmā sadalīto jaudu nosaka pēc formulas:

Slodzes un avota saskaņošana pēc raksturīgās pretestības

Garo līniju teorijā un mikroviļņu tehnoloģijā tas ir īpaši svarīgs sakritības veids. Raksturīgās pretestības saskaņošana nodrošina maksimālo pārvietošanās viļņu koeficientu pārvades līnijā, kas garās līnijās ir identisks jaudas saskaņošanai parastajās maiņstrāvas ķēdēs.

Saskaņojot ar raksturīgo pretestību, slodzes raksturīgajai pretestībai jābūt vienādai ar viļņu avota iekšējo pretestību. Viļņu pretestības saskaņošana tiek izmantota visur mikroviļņu tehnoloģijā.

Starp citu, runājot par alternatīvo enerģiju tuvākajā nākotnē, kad enerģijas avots ir individuālas īpašības, kas ļoti atšķiras no tradicionālajām, vispirms ir jānodrošina saskaņots avota un uztvērēja darbības režīms, izgatavojot uztvērēju, kas atbilst tā īpašībām ar doto avotu, un tikai pēc tam jāpārvērš uztvertais. enerģija slodzei pieņemamā formā.