整合は、必ず必要というわけではない

私だけかも知れませんが、誤解しやすいので、メモります。

前回、抵抗だけになった回路において

回路の最大出力は、内部抵抗＝負荷抵抗

の時と書きました。

これは、その通りだと思うのですが、誤解を招きやすいです.

内部抵抗１ $\Omega$ の定電圧源Vがあるとする。

この時、出力 $P_{out}$ は

MATH

$R_{s}$ が一定のとき、 $P_{out}$ が最大になるのは、 $R_{L}=R_{s}$ の時です。

$R_{s}\U{ff1d} 1$ だから、 $P_{out}$ のグラフは

となり、 $R_{L}=R_{s}=1$ だから、 $P_{out}$ は最大の２５ワット出力になる。

入力は、

watt

だから、入力の半分が、取り出せたことになります。

そこで

一般に

ですから、元の入力と、出力の比は

$\div$

（負荷抵抗／全抵抗）

と表されます。

整合していると、すると

これは、いいのですが、

として

のグラフを描くと

あれれ？？？

一晩考えました (^_^;;

負荷 $R_{L}$ が大きければ、大きいほど、その比が１に近づくのです。

$R_{L}=9\Omega$ だとすると

入力の9割が、出力として、取り出せているのです???

ですから、

「取り出せる最大出力は、入力の $\dfrac{1}{2}$ を越えない」

に反しますよね。

そんで、

この回路で、数値を計算してみました。

入力電力は

watt

これで、解りました。

内部抵抗１ $\Omega$ の１０V、定電圧源の最大放出エネルギーは５０ワットで

今の場合（負荷９ $\Omega$ ）、入力電力は10ワットでよいのだから

負荷の抵抗値が大きくなると（負荷が軽くなると）

電圧源は、その最大のエネルギーを放出しない。

その入出力の比は、５０％を越えて１００％に近づく。

決して、その電圧源から、目いっぱい取り出した訳ではない。

そやから、

ある一定の内部抵抗をもつ定電圧源の電力を

最大限取り出すには、

負荷を、内部抵抗と等しくすればよい

　

ああ、ややこしい。

「取り出せる最大出力は、入力の $\dfrac{1}{2}$ を越えない」

は間違いで

「取り出せる最大出力は、最大入力の $\dfrac{1}{2}$ を越えない」

が正しいと思います。

エネルギーの伝達って、そうなんや、ぶつぶつ...

それから

内部抵抗 の値によっても、取り出せる出力の大きさが変わってきます。

負荷が一定で、内部抵抗 $R_{s}$ が変化する場合を考えてみましょう。

負荷 $R_{L}=\U{ff11}$ で一定とし、 $V_{in}$ も一定とします。

のグラフ

負荷は１で一定、内部抵抗を変化させた時

ご覧のように、

負荷が１で一定のとき、

内部抵抗が１の時、整合しているのに拘らず

内部抵抗が0.5で、整合していないときよりも

出力は小さいです。

出力（Rs=0.5、不整合）＞出力（Rs=1、整合）

ですから、

出力を大きくとるためには

定電源の内部抵抗を小さくして、しかも整合をとる

のが、ベストだと思うんですが...

　

直流の定電圧電源（内部抵抗は、すごく小さい）を電圧源とする時

負荷を重くすると（負荷抵抗値を小さくすると）、不整合でも

大きな出力を取れる（電源の定格内で）ことになります。

当たり前でしたか...

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