我简单画个电路图 这电路图不是等效电路 只是想和大家讨论一些事 +--------^^^^^^---------^^^^^^^------+ | R1 R2 | | | | | --- | Batt | --- | | | +------------------------------------+ 好,上图很烂,在一个回路中只有电池　Batt 及两个电阻 R1,R2 其中 R1 代表所有损耗,R2 代表有效 loading 想求: 1.最大功率 2.最大效率 最大功率以前有学过'最大功率转移' 其实蛮差的,那是在 R2 = R1 时 什麽是功率? 那是每秒做的功,是 P = V*I (这题简单到不必 V,I 夹角了) 我们不求算式,用讨论的方法聊一下变化 当 R2 愈小,则总串联电阻 ( R1+R2 ) 愈小,因此 I = V/R = Batt/(R1+R2) 可以愈大 但 R2愈小时,跨在 R2 上的 V 会愈来愈小 也就是说 V 变大时 I 未必正比变大, 两个在变大变小时有个最佳乘积,乘积最大时功率最大 这使问题有一点点复杂,但计算好的答案却非常好背 就是在电阻相同时,所以有一半的能量浪费了,另一半能量产生作用 这是在求'最大出力'时;但不是最有效率喔,效率才 50% 喔!! 虽然这不是等效电路,如果要说是,那也简化得过份 但看看 50% 实在不是太大的数字 :P 那最大效率在哪里? 效率是这样说的, 有效功/总功 = P2 / (P1+P2) 其中 P1,P2 因为是相同电流,所以很简单的利用 P = I^2*R 会化简成 效率 = R2 / (R1+R2) 其中 I^2 在分子分母都有,对消 也就是说,有效负载愈大,则效率愈好 有效负载极大而损耗负载极小时 (R2 >> R1) ,效率近於 1 但这时会怎样? 效率极大,亦即有效负载极大,就是 I 近似於 0 断路了 XD 但你从各个角度验算都没错 我所有的功,都做在有效负载上了,只是做功极小 这有意义吗? 没有嘛 这是两难啊~ 那什麽有意义呢? 最大功率转移时还蛮不错,一半的能量烧掉了,但另一半能量也极大 描述成加速,就是'以最大扭力加速' 最简单电路是这样了 接下来就是我们如何解释等效 齿轮能造成 R2 变化吗? 能造成 R1 变化吗? 或能造成电源两端电压变化吗? 如果能,我希望造成 R1 (损耗电阻) 变小, R2 也就可以同时变小 这样最大功率可以提升,但无论如何最大效率发生时,都...没有意义 ;; 课本里真的有这课, 电路学一开始,学的是'用数学计算电路' 学到後来学的是'用电路模拟数学' 所以机械力学可以用数学式描述 描述完後又可以弄个等效电路 当年我有自问自答一个问题: 如果我有数学式,我算就好了,为什麽偏偏要弄个模拟电路? 比如: y=5x+3 这个数学式,我直接画一条直线就好了, 为什麽要去想像一个和它有关的电路? 答案是:1.就好像懂中文的人再学英文时,会透过翻译或文法的方式学 那麽我们不是从机械学起,又对电有基础,就透过数学的对称性,模拟性去学 2.纯数学是天马行空的,有虚数,有无理数.. 但能套进电路的,比较像自然界能探讨的现象 如果电路举得好,就比较好想像 至於第三点就很自然了 3.当电路接上机械,比如马达,同时计算两种数学式很麻烦 又要算力学又要算电学,如果可以找到等效,可以单纯算一种就好 我们把马达找出等效电路,就是为了可以只用电路学计算 为了第3点,我们当然有马达的等效电路;但如果不是电接上机械,以纯机械而言 其实有数学式也可以弄等效电路啦,理由就是上面的 1,2 点 好,那我这个简单模型发现最大功率时效率顶多 50%,最大效率没意义 是不是很快帮忙想通什麽? --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 221.120.68.218 上个厕所想通一些 最大效率没意义,但 75%或 90%有意义 75% 时当然不是'最大功率',但功率也不小了 我们换档想做的就是不断提高效率;但功率会不断下降 尽头在哪里? 在功率所产生的动能恰好被损耗抵消时达到稳态 这里不谈油门,因为油门像电路图中的 Batt 加码下去是损耗及有效功率同时提升 影响较大的应该是变速档位 如果可以,不断提高档位就能不断提高效率 直至无法再压缩出更高档位为止 (这得用无段变速来讨论了) 那我今天是有限档位(就1,2,3,4档) 何时是最佳效率? 开车的人大概知道,就是加油升档後略放油 如我第一句推文说的:引擎室一爆炸,就马上转至预期角度 在这之上,踩更多油,想要效率就要升档 踩较少油,想要功率要降档(不提高功率车会减速啊) 不踩油车也在跑时,效率多少? 前面讲到脚踏车的棘轮 :P 如果装上它,没有引擎刹车 那麽不踩油车也在跑才叫最有效率 XD 效率 > 1 (因为我不吃油,吃位能,正在下坡) ※ 编辑: HuangJC 来自: 221.120.68.218 (03/06 03:31) 变油不可以,变电能倒可以(改用发电机储回来) 电能做的事机械能不能做? 可以.. 如果你摆一个适当的飞轮来储能的话 ※ 编辑: HuangJC 来自: 221.120.68.218 (03/06 03:39)