输入阻抗、输出阻抗和阻抗匹配

news2024/11/16 11:35:15

读者问了一个问题:“集总参数电路中,阻抗匹配(内阻=外阻)可以使负载得到最大的功率输出”这句话怎么理解?

这里涉及到几个概念:输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配,今天简单的聊一聊。

先了解一下阻抗的概念。

我们都知道电阻是有阻碍电流作用的,那电容电感有吗?答案是肯定的。

在百度词条中,给阻抗的定义是:在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。

阻抗一般用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,电抗由容抗和感抗组成。

所以在R、C、L的电路中,很容易得到阻抗Z为:

其中,R是电阻,j是虚数单位,wL是感抗,1/wc是容抗。之前写过一篇文章,关于阻容感的等效模型,可以看看:眼见不一定为实!电阻、电容和电感的实际等效模型

回到正题。

1 输出阻抗

很多电路都有输出阻抗的概念,以电源举例,我们从输出这个点看进去,把电源当做一个整体,示波器测量V_{out}的正负极电阻,即可得到电源电路的输出阻抗

对电源来说,输出阻抗Z_{out}是电源V_{out}的内阻,可以将图画成下面这种形式。

我们在电源上加一个负载R_{L}。 

 

可以得出负载上的电压V_{1}为:

从公式可以看出V_{1}Z_{out}是成反比的,Z_{out}越大,V_{1}越小;可以理解Z_{out}V_{1}的上拉电阻,V_{out}是上拉源,上拉电阻Z_{out}越小,上拉能力越强,V_{1}越接近V_{out}

所以一般情况下,对输出电路来说,输出阻抗是越小越好。

2 输入阻抗

输出阻抗是针对输出电路来说的,输入阻抗是针对输入电路来说的。

下面这个图,红框内的为输入电路,V_{1}为输入电压,我们将万用表接在V_{1}GND上,测量得出的电阻即为输入电路的输入阻抗,记为Z_{in}

那输入阻抗是越大越好,还是越小越好呢?看下面这个图。

V_{1}作为输入,进入输入电路的点为V_{2},我们希望V_{2}是无限接近V_{1}的,但V_{2}会受到输入阻抗Z_{in}的影响。

 Z_{in}越接近0,可以理解V_{2}为的下拉能力越强,V_{2}电压会越接近于0,这当然不是我们想要的。反之Z_{in}越大,V_{2}的下拉能力越弱,V_{2}会越接近于V_{1}。输入电路无损耗。

所以很容易得出:一般情况下,输入电路的输入阻抗是越大越好。

3 阻抗匹配

聊完了输出阻抗和输入阻抗,那什么是阻抗匹配呢?

还是前面这个图,我们已经知道,Z_{out}越小,V_{1}越大,那什么情况下R_{L}上的功率是最大的呢?首先负载电流i为:

i= \frac{V_{out}}{Z_{out} + R_{L}}                                                   (公式1)

负载上的功率P为:

P= i^{2} * R_{L} = \frac{V_{out}^{2} * R_{L} }{(Z_{out} + R_{L})^{2}}                            (公式2)

其中V_{out}Z_{out}都是定值,即PR_{L}的函数,我们利用导数来求P_{max}

{\frac{dP}{dR_{L}}} = V_{out}^{2} * \frac{Z_{out}^{2} - R_{L}^{2}}{\left (Z_{out}^{2} + R_{L}^{2} \right )^{4}} = 0                        (公式3)

即可得出,到Z_{out} = R_{L}时,功率达到最大,带入公式(2),可得:

P_{max} = \frac{V_{out}^{2}}{4 * Z_{out}}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/676961.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

用Visual Studio 2022写出你第一个Windows程序(程序保证能正常运行)

我是荔园微风,作为一名在IT界整整25年的老兵,今天来看看如何用Visual C写出你第一个Windows程序。 与其看很多Windows的书,不如先自己动手写一个Windows程序。由于Windows程序的特有机制,不建议去写那种简单的HELLO WORLD&#x…

【计算机网络详解】——网络层(学习笔记)

📖 前言:网络层它承担着网络间的数据传输和路由选择等核心任务,通过在传输层协议的基础上添加了路由和转发等功能,使得数据能够在全球范围内的互联网中自由流动。在这篇博客中,我们将深入探讨网络层的工作原理和具体实…

D. Binary String Sorting(枚举位置)

Problem - 1809D - Codeforces 给定一个仅由字符0和/或1组成的二进制字符串s。 您可以对此字符串执行几个操作(可能为零)。有两种类型的操作: 选择两个相邻的元素并交换它们。为了执行此操作,您需要支付1012硬币; 选…

网络作业10【计算机网络】

网络作业10【计算机网络】 前言推荐网络作业10一. 单选题(共13题,68.2分)二. 多选题(共4题,21.2分)三. 阅读理解(共2题,10.6分) 练习5-39 最后 前言 2023-6-23 15:35:39…

MySQL ----主从复制、分离解析

文章目录 一、MySQL 主从复制1.1服务性能扩展方式1.2 MySQL的扩展什么是读写分离? 1.3为什么要读写分离呢?1.4什么时候要读写分离?1.5主从复制与读写分离1.6mysql支持的复制类型1.7主从复制的工作过程1.8MySQL 读写分离原理1.9目前较为常见的…

2023年05月份青少年软件编程Scratch图形化等级考试试卷四级真题(含答案)

2023-05 Scratch四级真题 分数:100 题数:24 测试时长:90min 一、单选题(共10题,共30分) 1. 下列积木运行后的结果是?(B)(说明:逗号后面无空格)&#xff08…

考研算法29天:希尔排序 【希尔排序】

算法介绍 希尔排序 等差数列 普通版插入排序 循环数组 第一次每n/2为间隔分为4组,然后组内排序。 第二次每n/4为间隔分为2组。然后组内排序 第三次n/8为间隔分为一组。然后组内排序。 组内排序用插入排序来排序。 注:也可以第一次为n/3为间隔&am…

Elasticsearch:DSL Query

Query DSL的分类 Elasticsearch提供了基于JSON的DSL(Domain Specific Language)来定义查询。常见的查询类型包括: 查询所有:查询出所有的数据,一般测试用,例如:match_all,但有分页限制,一次20…

知乎网友问题:Android 悬浮窗怎么让窗口响应事件的同时,也能让背后挡住的地方收到事件?---腾讯课堂千里马亲自解答

问题:Android 悬浮窗怎么让窗口响应事件的同时,也能让背后挡住的地方收到事件? 点击悬浮窗,自己能收到事件,背后挡住的区域也要能收到,怎么实现,return. false 无效 原生android机制不支持原因…

【C++入门第五期】类和对象(中)

这里写目录标题 类的6个默认成员函数构造函数特征 析构函数概念特性 拷贝构造特征拷贝构造如何自定义 运算符重载赋值运算符重载赋值运算符重载前置和后置重载 取地址及const取地址操作符重载 类的6个默认成员函数 如果一个类中什么成员都没有,简称为空类。 class…

基于深度学习的高精度抽烟行为检测识别系统(PyTorch+Pyside6+YOLOv5模型)

摘要:基于深度学习的高精度抽烟行为检测识别系统可用于日常生活中或野外来检测与定位抽烟行为目标,利用深度学习算法可实现图片、视频、摄像头等方式的抽烟行为目标检测识别,另外支持结果可视化与图片或视频检测结果的导出。本系统采用YOLOv5…

【五子棋实战】第6章 调用接口进行联调

【五子棋实战】第6章 调用接口进行联调 Ajax调用接口 调用五子棋接口 点击优化 尾声 更多待开发的功能 Ajax调用接口 引入Jquery&#xff0c;使用JQ封装的ajax&#xff0c;demo如下&#xff1a; <script src"jquery-3.5.0.min.js"></script> <…

无显示器玩转树莓派桌面版

title: 无显示器玩转树莓派桌面版 zhaoolee在Github开启了长篇连载《树莓派不吃灰》https://github.com/zhaoolee/pi 目前已经更新到18篇&#xff0c;主要是给树莓派刷Ubuntu当做家庭服务器用。 恰好手头还有一块闲置的树莓派4B &#xff0c;我打算深度玩一下树莓派桌面版&…

CODESYS电子齿轮同步MC_GearIn指令编程应用

MC_GearIn属于比例随动控制,有关比例随动控制详细介绍请参看下面文章: 运动控制比例随动系统_RXXW_Dor的博客-CSDN博客PLC如何测量采集编码器的位置数据,不清楚的可以参看我的另一篇博文:三菱FX3U PLC高速计数器应用(附代码)_RXXW_Dor的博客-CSDN博客本文主要以三菱FX3U…

第十一章 EfficientNetv1网络详解

系列文章目录 第一章 AlexNet网络详解 第二章 VGG网络详解 第三章 GoogLeNet网络详解 第四章 ResNet网络详解 第五章 ResNeXt网络详解 第六章 MobileNetv1网络详解 第七章 MobileNetv2网络详解 第八章 MobileNetv3网络详解 第九章 ShuffleNetv1网络详解 第十章…

ffmpeg 音视频处理神器

1 FFmpeg是什么 ffmpeg是一套用来记录、转换数字音频、视频&#xff0c;并能将其转化为流的开源计算机程序。采用LGPL或GPL许可证。它包含了非常先进的音频/视频编解码库libavcodec&#xff0c;提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。 许多FFmpeg的开发人员都来自MPla…

AWS Lambda 介绍

计算服务的演进 EC2------Container-------Lambda 虚拟机---容器--------------serverless无服务器架构 什么是AWS Lambda&#xff1f; AWS lambda的核心是事件驱动&#xff0c;驱动可能来自&#xff0c;Alexa,SNS&#xff0c;DynamoDB&#xff0c;S3&#xff0c;Kinesis等&…

什么是队列?Python中如何使用队列(62)

小朋友们好&#xff0c;大朋友们好&#xff01; 我是猫妹&#xff0c;一名爱上Python编程的小学生。 和猫妹学Python&#xff0c;一起趣味学编程。 今日主题 什么是队列&#xff1f; 队列有哪些接口(api)&#xff1f; 在Python中如何表示队列&#xff1f; 什么是队列 队…

HDFS的工作原理是怎么样的?是如何实现HA模式?

原文链接&#xff1a;http://www.ibearzmblog.com/#/technology/info?id714dcb3957e29185493239b269a9ef65 前言 HDFS是能够提供一个分布式文件存储的系统&#xff0c;在大型数据文件的存储中&#xff0c;能够提供高吞吐量的数据访问&#xff0c;那么它是如何实现数据文件的…

电机调速执行

一、建立思维导图&#xff0c;将功能分析近而转换成技术要点&#xff0c;逐步实现。 二、编码器 1、机械编码器 &#xff08;1&#xff09;机械编码器是什么&#xff0c;张啥样&#xff1f; 如下图&#xff0c;这个就是我们生活应用中常见的机械编码器&#xff0c;我们又叫旋…