Teorema Transfer Daya Maksimum

Teorema Transfer Daya Maksimum bukanlah alat analisis, tetapi merupakan bantuan untuk desain sistem. Secara sederhana, jumlah daya maksimum akan dihamburkan oleh resistansi beban ketika resistansi beban itu sama dengan resistansi Thevenin/Norton dari jaringan yang memasok daya. Jika resistansi beban lebih rendah atau lebih tinggi dari resistansi Thevenin/Norton dari jaringan sumber, daya yang dihamburkannya akan kurang dari maksimum.

Ini pada dasarnya adalah apa yang ditujukan untuk desain pemancar radio, di mana "impedansi" antena atau saluran transmisi dicocokkan dengan "impedansi" penguat daya akhir untuk output daya frekuensi radio maksimum. Impedansi, oposisi keseluruhan terhadap arus AC dan DC, sangat mirip dengan resistansi dan harus sama antara sumber dan beban untuk jumlah daya terbesar yang akan ditransfer ke beban. Impedansi beban yang terlalu tinggi akan menghasilkan keluaran daya yang rendah. Impedansi beban yang terlalu rendah tidak hanya akan menghasilkan keluaran daya yang rendah, tetapi juga mungkin terlalu panasnya amplifier karena daya yang hilang pada impedansi internal (Thevenin atau Norton).

Contoh Transfer Daya Maksimum

Dengan mengambil contoh rangkaian ekivalen Thevenin, Teorema Transfer Daya Maksimum memberi tahu kita bahwa resistansi beban yang menghasilkan disipasi daya terbesar sama nilainya dengan resistansi Thevenin (dalam hal ini, 0,8 ):

Dengan nilai resistansi beban ini, daya yang hilang akan menjadi 39,2 watt:

Jika kita mencoba nilai yang lebih rendah untuk resistansi beban (0,5 bukannya 0,8 , misalnya), daya kita yang dihamburkan oleh resistansi beban akan berkurang:

Disipasi daya meningkat untuk resistansi Thevenin dan rangkaian total, tetapi menurun untuk resistor beban. Demikian juga, jika kita meningkatkan resistansi beban (1,1 bukannya 0,8 , misalnya), disipasi daya juga akan lebih kecil daripada di 0,8 tepatnya:

Jika Anda merancang rangkaian untuk disipasi daya maksimum pada hambatan beban, teorema ini akan sangat berguna. Setelah mengurangi jaringan ke tegangan dan resistansi Thevenin (atau arus dan resistansi Norton), Anda cukup mengatur resistansi beban sama dengan setara Thevenin atau Norton (atau sebaliknya) untuk memastikan disipasi daya maksimum pada beban. Aplikasi praktis dari ini mungkin termasuk desain tahap penguat akhir pemancar radio (berusaha memaksimalkan daya yang dikirimkan ke antena atau saluran transmisi), inverter yang diikat jaringan memuat susunan surya, atau desain kendaraan listrik (berusaha memaksimalkan daya yang dikirim untuk menggerakkan motor).

Daya Maksimum Tidak Berarti Efisiensi Maksimum

Teorema Transfer Daya Maksimum tidak: Transfer daya maksimum tidak sesuai dengan efisiensi maksimum. Penerapan teorema Transfer Daya Maksimum pada distribusi daya AC tidak akan menghasilkan efisiensi yang maksimal atau bahkan tinggi. Sasaran efisiensi tinggi lebih penting untuk distribusi daya AC, yang menentukan impedansi generator yang relatif rendah dibandingkan dengan impedansi beban.

Mirip dengan distribusi daya AC, amplifier audio fidelitas tinggi dirancang untuk impedansi keluaran yang relatif rendah dan impedansi beban speaker yang relatif tinggi. Sebagai rasio, "impedansi keluaran":"impedansi beban" dikenal sebagai faktor redaman , biasanya dalam kisaran 100 hingga 1000.

Transfer daya maksimum tidak sesuai dengan tujuan kebisingan terendah. Misalnya, penguat frekuensi radio tingkat rendah antara antena dan penerima radio sering dirancang untuk kebisingan serendah mungkin. Hal ini sering membutuhkan ketidakcocokan impedansi input penguat ke antena dibandingkan dengan yang ditentukan oleh teorema transfer daya maksimum.

TINJAUAN:

• Teorema Transfer Daya Maksimum menyatakan bahwa jumlah daya maksimum akan dihamburkan oleh resistansi beban jika sama dengan resistansi Thevenin atau Norton dari jaringan yang memasok daya.
• Teorema Transfer Daya Maksimum tidak memenuhi tujuan efisiensi maksimum.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Teorema Transfer Daya Thevenin, Norton, dan Maksimum