최대 전력 전송 정리

소개글

본 보고서는 최대 전력 전송 정리와 관련된 실험 보고서로써, 직렬 회로를 연결하고 가변저항을 사용하여 전압값을 측정하였고, 측정값을 바탕으로 최대 전력 전송 조건을 확인하였습니다.

목차

1. 목적
2. 이론
◆ 직류전력
◆ 최대전력전달
♦ 최대 전력 전송 정리
3. 사용계기 및 부품
4. 실험결과
5. 결과 및 검토

본문내용

1. 목적
직류에서의 전력을 이해하고 전원으로부터 부하에 최대 전력이 전달되는 경우에 대해 이해하고 실험을 통해 확인한다.

2. 이론
◆ 직류전력
단위시간에 변환 또는 전송되는 에너지를 전력이라하며, 단위는 와트(watt)이다.
1와트는 1초간에 수수(授受:주고받음)되는 에너지가 1 J(줄)일때의 전력이다.
따라서 에너지가 수수되는 시간적 율이 일정할 때의 전력을 P 라 하면
또는 J/s
저항 R에 V[V]의 전압과 I[A]의 전압 전류가 인가되면 저항 R에서 소비하는 전력
P = VI = 으로 계산된다.

◆ 최대전력전달
정현파전원을 포함한 정상상태 회로의 단자 a-b에 부하임피던스 을 연결할 때 이에 최대의 전력이 전달될 조건을 구하기 위해 단자 a-b 좌측을 동도(b)와 같이 테브난의 등가회로로 바꾸어 놓고 생각한다.

5. 결과 및 검토

이번 최대 전력 전송 정리에 관한 실험에서는 가변저항을 부하 저항에 연결하여 약 0~6000Ω 사이의 저항으로 변화시키면서 그 때 부하 저항에 걸리는 전압 VL을 측정하여서, , , 전송효율을 구할 수 있었다.
그리고 일 때는 에 걸리는 전압이 낮아지면서 전력이 줄어들고, 일 때는 전류값이 줄어들어 전력이 낮아지는 것을 표를 통해 확인하면서, 과 의 값이 같을 때 최대 전력효율인 50%가 된다는 사실을 알수있었다.
그리고 최대전력을 전달하는 저항을 구할 때 미분을 해줘야 하는데 P= VI, 에서, 저항값 R은 부하 저항과 회로 자체의 저항을 가지고 있기 때문에 전체 저항(R)= 부하저항(R)+회로저항(R)이 된다.
이때의 전류 를 소비 전력 식에 대입해 보면 이 된다.
이때 P가 최대값이 되기 위해서는 변하지 않는 V는 고려하지 않고 회(R)이 포함된 분모가 최소가 되어야 하기 때문에 최소값을 구하려면 미분을 했을 때 미분값이 0이 나와야 한다.
그러므로 일 때 최대전력이 전달되는 것이다.

참고 자료

없음