我簡單畫個電路圖 這電路圖不是等效電路 只是想和大家討論一些事 +--------^^^^^^---------^^^^^^^------+ | R1 R2 | | | | | --- | Batt | --- | | | +------------------------------------+ 好,上圖很爛,在一個迴路中只有電池　Batt 及兩個電阻 R1,R2 其中 R1 代表所有損耗,R2 代表有效 loading 想求: 1.最大功率 2.最大效率 最大功率以前有學過'最大功率轉移' 其實蠻差的,那是在 R2 = R1 時 什麼是功率? 那是每秒做的功,是 P = V*I (這題簡單到不必 V,I 夾角了) 我們不求算式,用討論的方法聊一下變化 當 R2 愈小,則總串聯電阻 ( R1+R2 ) 愈小,因此 I = V/R = Batt/(R1+R2) 可以愈大 但 R2愈小時,跨在 R2 上的 V 會愈來愈小 也就是說 V 變大時 I 未必正比變大, 兩個在變大變小時有個最佳乘積,乘積最大時功率最大 這使問題有一點點複雜,但計算好的答案卻非常好背 就是在電阻相同時,所以有一半的能量浪費了,另一半能量產生作用 這是在求'最大出力'時;但不是最有效率喔,效率才 50% 喔!! 雖然這不是等效電路,如果要說是,那也簡化得過份 但看看 50% 實在不是太大的數字 :P 那最大效率在哪裏? 效率是這樣說的, 有效功/總功 = P2 / (P1+P2) 其中 P1,P2 因為是相同電流,所以很簡單的利用 P = I^2*R 會化簡成 效率 = R2 / (R1+R2) 其中 I^2 在分子分母都有,對消 也就是說,有效負載愈大,則效率愈好 有效負載極大而損耗負載極小時 (R2 >> R1) ,效率近於 1 但這時會怎樣? 效率極大,亦即有效負載極大,就是 I 近似於 0 斷路了 XD 但你從各個角度驗算都沒錯 我所有的功,都做在有效負載上了,只是做功極小 這有意義嗎? 沒有嘛 這是兩難啊~ 那什麼有意義呢? 最大功率轉移時還蠻不錯,一半的能量燒掉了,但另一半能量也極大 描述成加速,就是'以最大扭力加速' 最簡單電路是這樣了 接下來就是我們如何解釋等效 齒輪能造成 R2 變化嗎? 能造成 R1 變化嗎? 或能造成電源兩端電壓變化嗎? 如果能,我希望造成 R1 (損耗電阻) 變小, R2 也就可以同時變小 這樣最大功率可以提升,但無論如何最大效率發生時,都...沒有意義 ;; 課本裏真的有這課, 電路學一開始,學的是'用數學計算電路' 學到後來學的是'用電路模擬數學' 所以機械力學可以用數學式描述 描述完後又可以弄個等效電路 當年我有自問自答一個問題: 如果我有數學式,我算就好了,為什麼偏偏要弄個模擬電路? 比如: y=5x+3 這個數學式,我直接畫一條直線就好了, 為什麼要去想像一個和它有關的電路? 答案是:1.就好像懂中文的人再學英文時,會透過翻譯或文法的方式學 那麼我們不是從機械學起,又對電有基礎,就透過數學的對稱性,模擬性去學 2.純數學是天馬行空的,有虛數,有無理數.. 但能套進電路的,比較像自然界能探討的現象 如果電路舉得好,就比較好想像 至於第三點就很自然了 3.當電路接上機械,比如馬達,同時計算兩種數學式很麻煩 又要算力學又要算電學,如果可以找到等效,可以單純算一種就好 我們把馬達找出等效電路,就是為了可以只用電路學計算 為了第3點,我們當然有馬達的等效電路;但如果不是電接上機械,以純機械而言 其實有數學式也可以弄等效電路啦,理由就是上面的 1,2 點 好,那我這個簡單模型發現最大功率時效率頂多 50%,最大效率沒意義 是不是很快幫忙想通什麼? --

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 221.120.68.218 上個廁所想通一些 最大效率沒意義,但 75%或 90%有意義 75% 時當然不是'最大功率',但功率也不小了 我們換檔想做的就是不斷提高效率;但功率會不斷下降 盡頭在哪裏? 在功率所產生的動能恰好被損耗抵消時達到穩態 這裏不談油門,因為油門像電路圖中的 Batt 加碼下去是損耗及有效功率同時提升 影響較大的應該是變速檔位 如果可以,不斷提高檔位就能不斷提高效率 直至無法再壓縮出更高檔位為止 (這得用無段變速來討論了) 那我今天是有限檔位(就1,2,3,4檔) 何時是最佳效率? 開車的人大概知道,就是加油升檔後略放油 如我第一句推文說的:引擎室一爆炸,就馬上轉至預期角度 在這之上,踩更多油,想要效率就要升檔 踩較少油,想要功率要降檔(不提高功率車會減速啊) 不踩油車也在跑時,效率多少? 前面講到腳踏車的棘輪 :P 如果裝上它,沒有引擎剎車 那麼不踩油車也在跑才叫最有效率 XD 效率 > 1 (因為我不吃油,吃位能,正在下坡) ※ 編輯: HuangJC 來自: 221.120.68.218 (03/06 03:31) 變油不可以,變電能倒可以(改用發電機儲回來) 電能做的事機械能不能做? 可以.. 如果你擺一個適當的飛輪來儲能的話 ※ 編輯: HuangJC 來自: 221.120.68.218 (03/06 03:39)