Każdy rodzaj przesyłania energii elektrycznej ma typowy stosunek napięcia do prądu. Na przykład możesz dostarczyć 100 watów przez 1 amper przy 100 woltach lub 10 amperów przy 10 woltach lub jakikolwiek inny produkt o wartości 100. Wygodnie jest wyrażać stosunek woltów do amperów jako liczbę omów (ponieważ wymiarowo jest to i tak wszystkie omy). Źródła zasilania, obciążenia, a nawet linie przesyłowe mają charakterystyczną impedancję, która mówi ci coś o tym, co się stanie, gdy rzeczy zostaną ze sobą połączone.
Dopasowywanie impedancji to wybór komponentów o identycznej impedancji lub dodanie komponentów transformujących impedancję, aby spowodować, że komponent o niepożądanej impedancji będzie wyglądał tak, jakby miał bardziej pożądany.
Jak zauważył Brian Carlton, po dopasowaniu impedancji osiągasz maksymalny transfer mocy. Jest to często pożądane, ale nie zawsze. Należy pamiętać, że maksymalne przeniesienie mocy osiąga się kosztem rozproszenia równej mocy w źródle i obciążeniu.
Tak na przykład, przypadek nie dopasowanie impedancji jest, gdy chcesz efektywnie wykorzystywać energię ze źródła. Obciążenie 0,1 oma mogłoby uzyskać optymalną moc z akumulatora o rezystancji wewnętrznej 0,1 oma, ale połowa energii zostałaby rozproszona w samym akumulatorze, co byłoby raczej marnotrawstwem zmagazynowanej energii. (Nie wspominając o tym, że napięcie na zaciskach spadłoby do połowy!) Przez celowe użycie obciążenia o znacznie wyższej rezystancji niż akumulator, większość zmagazynowanej energii kończy pracę w obciążeniu.
Z drugiej strony, chcesz dopasować impedancję, gdy na przykład masz stopień wzmacniacza audio, który idealnie chce wysterować obciążenie o wartości 600 omów, ale masz tylko głośnik o wartości 3,2 omów. Zwykły transformator o stosunku napięcia 1: N dogodnie daje stosunek impedancji 1: N ^ 2. Innym częstym przypadkiem jest praca w zakresie fal radiowych, w której, jak wskazano woltowanie, należy zminimalizować odbicia, ponieważ energia odbita może powodować nadmierne rozproszenie mocy w źródle.
nie wyjaśniasz, dlaczego przenoszenie mocy jest maksymalne, gdy impedancja obciążenia dokładnie odpowiada impedancji źródła. Wszystkie wyjaśnienia, które widziałem, oparte są na matematyce. Podobał mi się twój sposób wyjaśnienia tego koncepcyjnie.
0xakhil
1
Aby zmaksymalizować przenoszenie mocy na obciążenie.
Odpowiedzi:
Każdy rodzaj przesyłania energii elektrycznej ma typowy stosunek napięcia do prądu. Na przykład możesz dostarczyć 100 watów przez 1 amper przy 100 woltach lub 10 amperów przy 10 woltach lub jakikolwiek inny produkt o wartości 100. Wygodnie jest wyrażać stosunek woltów do amperów jako liczbę omów (ponieważ wymiarowo jest to i tak wszystkie omy). Źródła zasilania, obciążenia, a nawet linie przesyłowe mają charakterystyczną impedancję, która mówi ci coś o tym, co się stanie, gdy rzeczy zostaną ze sobą połączone.
Dopasowywanie impedancji to wybór komponentów o identycznej impedancji lub dodanie komponentów transformujących impedancję, aby spowodować, że komponent o niepożądanej impedancji będzie wyglądał tak, jakby miał bardziej pożądany.
Jak zauważył Brian Carlton, po dopasowaniu impedancji osiągasz maksymalny transfer mocy. Jest to często pożądane, ale nie zawsze. Należy pamiętać, że maksymalne przeniesienie mocy osiąga się kosztem rozproszenia równej mocy w źródle i obciążeniu.
Tak na przykład, przypadek nie dopasowanie impedancji jest, gdy chcesz efektywnie wykorzystywać energię ze źródła. Obciążenie 0,1 oma mogłoby uzyskać optymalną moc z akumulatora o rezystancji wewnętrznej 0,1 oma, ale połowa energii zostałaby rozproszona w samym akumulatorze, co byłoby raczej marnotrawstwem zmagazynowanej energii. (Nie wspominając o tym, że napięcie na zaciskach spadłoby do połowy!) Przez celowe użycie obciążenia o znacznie wyższej rezystancji niż akumulator, większość zmagazynowanej energii kończy pracę w obciążeniu.
Z drugiej strony, chcesz dopasować impedancję, gdy na przykład masz stopień wzmacniacza audio, który idealnie chce wysterować obciążenie o wartości 600 omów, ale masz tylko głośnik o wartości 3,2 omów. Zwykły transformator o stosunku napięcia 1: N dogodnie daje stosunek impedancji 1: N ^ 2. Innym częstym przypadkiem jest praca w zakresie fal radiowych, w której, jak wskazano woltowanie, należy zminimalizować odbicia, ponieważ energia odbita może powodować nadmierne rozproszenie mocy w źródle.
źródło
Aby zmaksymalizować przenoszenie mocy na obciążenie.
źródło