Ellära - beräkna resistans

Hej,
Jag ska beräkna värdet på R6 för att få maximal effektöverföring.
Jag har försökt lösa uppgiften på följande sätt:
Max effekten uppnås när RTotalt=R6
RTotalt= (R1//R2+R4//R5)*R3

Totalt=( (1000//1000)+(220//100))500R

Totalt=266 ohm Men detta är fel

Totalt=( (1000//1000)+(220//100))+500=1068,75

Tror detta också är fel eftersom när jag simulerar kretsen så får jag ca 140. Jag förstår inte riktigt vad jag gör för fel.

Jag förstår inte riktigt frågan. Vad menar du med maximal effektöverföring? Menar du maximal effektutveckling i R6?

Effektutvecklingen borde bli störst när $R_{6} = R_{T h f r å n R 6}$ (theveninekvivalenten när man tittar in i kretsen från $R_{6}$ ).

$R_{T h f r å n R 6} = ((R_{1} / / R_{2}) + (R_{4} / / R_{5})) / / R_{3}$

utläst blir det " $((R_{1} p a r a l l e l l t m e d R_{2}) i s e r i e m e d (R_{4} p a r a l l e l l t m e d R_{4})) p a r a l l e l l t m e d R_{3}$ "

Vilket är snarlikt den formel du angav. Och ger $R_{6} = 266$ , precis som du skrev. Men din formel måste vara felformulerad eftersom den multiplicerar en resistans med en annan resistans så att den ger fel enhet i svaret. Kanske har du bara gjort ett slarvfel? För du har ju kommit fram till $R_{6} = 266$ .

Vad är anledningen till att du tycker $R_{6} = 266$ är fel? Är det för att du inte får samma svar i din LTspice-simulering? Jag tror att din simulering inte visar vad du tror att den visar. Simuleringen visar någon form av spänningsmax vid x=140. Eftersom $P = {\frac{U}{R}}^{2}$ så kan man inte dra slutsatsen att effektutvecklingen är maximal bara för att spänningen är maximal.

Kan du beskriva vad du mäter på y-axeln i din simulering? Mäter du differentiell spänning över $R_{6}$ i simuleringen, eller mäter du relativt jordreferensen i ditt schema? Vad är grön respektive blå kurva (simuleringsurklippet är lite otydligt så man ser inte vad som står i legenden)

Tack för svaret!

Ja det var det jag menade. Ja läraren sa det var fel, kanske menade han att jag har formulerat mig fel. Nu när du också har fått R6 förstår jag inte vad felet är.

Jag har försökt plotta effekten som en funktion av R.Jag har försökt följa denna video:https://www.youtube.com/watch?v=fK_lSZcsscI. Jag förstår inte riktigt hur jag ska kunna visa maximal effekt i grafen.

När jag beräkna maximala effekt för hand så använder jag denna formel:

$P_{m a x} = \frac{R_{6}}{(R_{6} + R_{r o t})} * V 1^{2} R_{6} = R_{t o t} P_{m a x} = \frac{V 1^{2}}{4 * R_{t o t}} = \frac{9^{2}}{4 * 266} \approx 0, 076 W$

Är det detta som jag ska försöka visa i grafen?

Den formel som du använder för att räkna ut maxeffekten för hand är helt fel.

Rätt formel att använda är

$P_{R 6} = \frac{{U_{R 6}}^{2}}{R_{6}}$

$P_{m a x R 6} = \frac{{U_{R 6}}^{2}}{R_{T h f r å n R 6}}$ (eftersom maximal effektöverföring blir vid $R_{6} = R_{T h f r å n R 6}$ . Det är viktigt att förstå att om $R_{6}$ varieras så kommer även spänningen över $R_{6}$ att variera. Om $U_{R 6}$ hade varit konstant så skulle optimeringen varit enkel, bara minska $R_{6}$ till någonting jättelitet.)

Hur som helst, jag tror att problemet med din simulering är att du sätter en spänningsprob på ovansidan $R_{6}$ i hopp om att du tror att du mäter spänningen över $R_{6}$ . Men vad du då mäter är spänningen över $R_{6} + R 4 / / R 5$ , eftersom LTspice spänningsprob mäter spänning mellan prob och jord. (I youtube-filmen kunde han göra så eftersom den andra sidan av resistorn som han mätte spänningen över hade han placerat jordsymbolen)

Du kan göra precis som filmen med skillnaden att du mäter spänningen med en "differentialspänningsprob", dvs du trycker ner vänster musknapp när markören befinner sig på ovansidan resistorn (röd prob visas), släpp inte upp vänster musknapp utan för markören till andra sidan resistorn (svart prob visas), då släpper du upp musknappen. I legenden av simuleringsgrafen ser man då att spänningen som mäts är en spänning mellan de två noderna (i mitt fall V(N002,N003)). För att plotta effekten så gör du precis som i videon, dvs skriver om legenden så att simuleringen plottar "spänningskurvan gånger strömkurvan".

Jag gjorde en snabb simulering själv för jag blev nyfiken varför din lärare sa att det var fel. Jag tror att antingen du eller jag eller han har missupfattat varandra, för $R_{6} = 266$ ger faktisk maximal effektutveckling i $R_{6}$ .Den gröna kurvan somvisareffektutvecklingeni $R_{6}$ (höger y-axel) ger $P_{m a x R 6} = 16, 7 m W @ R_{6} = 266 Ω$

Tack så mycket för hjälpen!! Jag får det äntligen att stämma i LTspice. Jag hade aldrig kunnat lista ut det själv (att mäta spänningen med en "differentialspänningsprob"). Jag förstår heller inte varför det skulle vara fel, kanske är det formuleringen.

Jag vill även passa på att fråga dig: vet du hur man kopplar en krets eller känner du en bra bok/ video som förklarar hur man kopplar en krets. Denna uppgift är en del av en laboration och p.g.a Corona ska jag försöka koppla kretsen hemma (har även andra laborationer jag ska göra hemma). Jag har tillgång till det mesta likspänningsagregat, batterie, Kopplingsbräda, Kopplingstrådar,sladdar, resistorer mm. Men jag kommer inte ihåg hur det ska kopplas.

Det är inte så märkligt som det låter med LTspice-proben. Fysikaliskt, om man ska mäta spänningen över en komponent så mäter man potentialskillnaden mellan komponentens ben, dvs $V_{+} - V_{-} = △ V$ Då man sätter en spänningsprob på en punkt så mäter man potentialen i den punkten . För att istället mäta potentialskillnaden över komponenten så måste man antingen mäta differentiellt, dvs man mäter på båda sidor och tar differensen mellan mätningarna. Detta gör LTspice automatiskt om man använder den röd-svarta differentialproben. Eller så använder man "singel-proben", och placerar jordpunkten på andra sidan komponenten (som i youtubevideon, och som i min figur nedan). Dvs man kan mäta potentialskillnaden över komponenten med enbart mätning i _en_ punkt.(obs, som i alla elektriska kretsar får du bara ha _en_ jordpunkt, så du måste flytta den gamla, inte lägga till en ny)

Corona är ett j-vla skit för er studenter!

Jag vet inte om det är möjligt att hänvisa till någon speciell bok, men googla på internet (eller fråga här) om det dyker upp frågor. Det är ju inte svårare att koppla kretsar i verkligheten än att koppla kretsar i LTspice, man gör ju på precis samma sätt (förutom att saker har mindre risk att gå sönder om man kopplar fel i LTspice...). Det som kan vara lite klurigt är att förstå hur ett kopplingsdäck fungerar, googla på "breadboard" så listar du ut det. Eller läs den här tråden https://www.pluggakuten.se/trad/kopplingsdack-hur/

Tack så mycket för all hjälp!

Jag ska läsa tråden och försöka söka lite mer om kretsar på internet annars hör jag av mig igen :).

Svara

Visa senaste svar