理論電気回路直流回路★★☆☆☆

最大電力伝達定理(並列抵抗回路)

概要
最大電力伝達定理は,電源から負荷に供給される電力が最大となる負荷抵抗の条件を示す定理である。負荷抵抗が電源の等価内部抵抗(テブナン等価抵抗)に等しいとき最大電力が得られる。固定抵抗が電源に並列接続されている場合は,並列合成抵抗を等価内部抵抗として使うことが重要。
📖用語
最大電力伝達定理電源から負荷へ供給される電力が最大となる条件を示す定理。負荷抵抗が電源の等価内部抵抗に等しいとき最大電力が得られる。
テブナンの定理任意の線形回路網を「1つの電圧源と1つの直列抵抗(テブナン等価抵抗)」で置き換えられる定理。
等価内部抵抗回路網を外部から見たときの合成抵抗。電圧源を短絡した状態で端子間から測定する。
最大電力伝達定理とは
電源から負荷へ供給される電力が最大となる負荷条件を求める定理。
直列接続の場合(基本形)
内部抵抗 r [Ω] の電源に負荷抵抗 RL を直列接続するとき,RL = r のとき負荷電力が最大となる。
Pmax = E24r
並列抵抗が接続された場合
内部抵抗 r に固定抵抗 R1 が並列接続されている回路に可変抵抗 R2 を並列追加する場合,電源から見た等価内部抵抗は r と R1 の並列合成抵抗となる。
r' = r × R1r + R1
可変抵抗 R2 からの電力が最大となるのは R2 = r' のとき。
📐基本公式:並列合成抵抗
1Req = 1r + 1R1
Req = r × R1r + R1
使い方・ポイント
「最大電力」の問題は,対象負荷から電源側を見た等価内部抵抗を求めることが鍵
テブナンの定理を使って等価回路に変換してから最大電力条件を適用する
図1
関連問題数:1

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