최대전력 전달조건
최대전력 전달조건은 전원이 부하에 가장 많은 전력을 넘겨주는 조건이다. 부하 임피던스를 전원 내부 임피던스의 켤레 복소수로 맞추면 전력이 최대가 된다. 이 정리는 전원 임피던스가 고정됐을 때 부하를 고르는 조건이다. 전원 임피던스를 고르는 조건이 아니다. 직류 회로에…
주요 장면
대본
정의
최대전력 전달조건은 전원이 부하에 가장 많은 전력을 넘겨주는 조건이다.
부하 임피던스를 전원 내부 임피던스의 켤레 복소수로 맞추면 전력이 최대가 된다.
이 정리는 전원 임피던스가 고정됐을 때 부하를 고르는 조건이다. 전원 임피던스를 고르는 조건이 아니다.
직류 회로 저항 정합
직류 회로에서는 부하 저항이 전원의 내부저항과 같을 때 전력이 최대가 된다.
이때 최대 전력은 전압의 제곱을 내부저항의 4배로 나눈 값이다.
이때 전달 효율은 50%다. 부하 전력과 전원 내부 손실이 같아지는 지점이다.
교류 회로 켤레 정합
교류 회로에서는 리액턴스가 있어 저항만으로 정합을 설명할 수 없다.
그래서 부하 임피던스를 전원 임피던스의 복소 켤레로 맞춘다.
리액턴스는 부호가 반대라 상쇄되고, 저항 성분은 서로 같아야 한다.
저항만 바꿀 때
저항만 바꿀 수 있다면 리액턴스를 상쇄할 수 없다.
이때 소비전력이 최대가 되는 R은 전원 임피던스의 크기 |Z|와 같다.
V=100 V, R_S=3 Ω, X=4 Ω이면 최대 전력은 625 W다.
헷갈리는 점과 비교
두 방식은 목표가 다르다. 신호 회로는 정합하고, 전력 계통은 효율을 우선한다.
정합 조건의 효율 50%를 전압 전달 효율과 혼동하지 않아야 한다.
답안에서는 부하를 기준으로 쓰고 리액턴스 조건을 빠뜨리지 않는다.
정리
정리하면 직류는 저항을 맞추고, 교류는 복소 켤레로 맞춘다.
최대 전력 조건은 부하를 기준으로 정하며, 이때 효율은 50%가 된다.
통신은 정합으로, 전력 계통은 효율로 판단한다는 점을 기억한다.