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esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto Utenteandres90 » 6 nov 2013, 1:55

Data l'ora, buonanotte :mrgreen: la traccia di questo esercizio è: trovare k ed L in modo che l'impedenza alla porta realizzi la condizione di massimo trasferimento di potenza a tale sezione.



con v(t)=\sqrt{2}cos(\frac{t}{2}).

Dunque, intanto ho calcolato l'equivalente di Thevenin di ciò che è alla sinistra della porta A-B ottenendo

\bar{V_A_B}=\bar{V_C}=0,1-j0.3 V e \dot{z_T_H}=\dot{z_R_1}//\dot{z_C}=0.9-j0.9\Omega
Dopodichè, ottengo questo nuovo circuito simbolico



e mi sorgono alcuni dubbi:

1) dalla teoria, sappiamo che l'impedenza di un induttore ideale è X_L = jwL quindi la parte reale è nulla. adesso, invece, visto che l'induttore funge da carico (e un carico è "reale") devo per questa ragione considerarne anche la parte reale non nulla R_L che (come detto dal teorema del massimo trasferimento di potenza attiva) eguaglierò alla parte reale dell'impedenza \dot{z_T_H}+\dot{z_R_2} ?

2) k lo determino banalmente applicando le leggi di Kirchhoff (magari calcolando l'impedenza equivalente serie delle tre in figura) ?
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[2] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 6 nov 2013, 9:21

In questo caso "il carico" è rappresentato dall'impedenza vista dai morsetti, non dalla sola induttanza.

Se le richieste del problema sono solo quelle riportate, ok per Thevenin, ma è sufficiente la ZTh; la VTh non è necessaria in quanto, per l'adattamento, uguaglieremo l'impedenza a destra di AB con la coniugata della ZTh
(BTW sei sicuro di averla calcolata bene?)

Per calcolare la ZAB basterà supporre di applicare un generatore forzante a detti morsetti, in questo caso conviene un GIT con tensione V0, per andare a scrivere

{{V}_{0}}=R{{I}_{o}}-k{{V}_{0}}+j{{X}_{L}}{{I}_{0}}

e quindi ricavare

{{Z}_{AB}}=\frac{{{V}_{0}}}{{{I}_{0}}}

Uguagliandola alla coniugata della ZTh di sinistra avremo quindi due relazioni, una per la parte reale, una per la parte immaginaria, in due incognite k e L.
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[3] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto Utenteandres90 » 6 nov 2013, 15:43

RenzoDF ha scritto:In questo caso "il carico" è rappresentato dall'impedenza vista dai morsetti, non dalla sola induttanza.


questo perché la traccia chiede "che l'impedenza alla porta a-b realizzi la condizione di massimo trasferimento di potenza a tale sezione " ?

RenzoDF ha scritto:è sufficiente la ZTh; la VTh non è necessaria in quanto, per l'adattamento, uguaglieremo l'impedenza a destra di AB con la coniugata della ZTh
Per calcolare la ZAB basterà supporre di applicare un generatore forzante a detti morsetti, in questo caso conviene un GIT con tensione V0, per andare a scrivere

{{V}_{0}}=R{{I}_{o}}-k{{V}_{0}}+j{{X}_{L}}{{I}_{0}}



ma visto che il generatore pilotato dipende dalla tensione di porta che è quella ai capi del condensatore (se consideriamo la sola sezione di sinistra, si ha



io avevo considerato la tua V_0 = V_C, e in effetti non è uguale a V_T_h (ho sbagliato a scrivere ieri). Ad ogni modo, è ancora sbagliato fare così'? Altrimenti, a V_0 dovrei attribuire un valore arbitrario?
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[4] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 6 nov 2013, 15:57

andres90 ha scritto:...questo perché la traccia chiede "che l'impedenza alla porta a-b realizzi la condizione di massimo trasferimento di potenza a tale sezione " ?

Si

andres90 ha scritto:... dovrei attribuire un valore arbitrario?

Si, ma sostanzialmente V0 la considererai solo in forma simbolica in quanto dalla KVL

{{V}_{0}}(1+k)=\left( R+j{{X}_{L}} \right){{I}_{0}}

andrai a calcolare solo il rapporto V0 su I0

{{Z}_{AB}}=\frac{{{V}_{0}}}{{{I}_{0}}}=\frac{R+j{{X}_{L}}}{1+k}

La mia domanda non era su VTh ma su ZTh.
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[5] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto Utenteandres90 » 6 nov 2013, 16:00

ah, ok! ultima cosa: in altri esercizi sullo stesso argomento, in genere il circuito a cui devo arrivare è sempre nella forma: generatore V_T_H, impedenza equivalente ed impedenza incognita. però, casi come questo, mi dimostrano che non è un caso generale e volta per volta può cambiare?

zTH l'ho calcolato mettendo in parallelo R1 e C.
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[6] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 6 nov 2013, 16:02

Non capisco la domanda.

andres90 ha scritto:... zTH l'ho calcolato mettendo in parallelo R1 e C.

Fin lì c'ero arrivato, ti chiedevo di controllare il calcolo.
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[7] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto Utenteandres90 » 6 nov 2013, 16:09

intendo dire: non è sempre vero che debba ricondurmi ad un circuito che abbia Vth, Zth ed impedenza da determinare in serie perché in questo caso, ad esempio, della Vth "non me ne faccio niente" e posso accontentarmi di un generico V0.

quanto alla z_T_H:

z_R_1=3\Omega
z_C = \frac{1}{jwC}=-j\Omega
z_T_H = \frac{-3j}{3-j}= \frac{-3j(3+j)}{10}=-j0.9+0.3\Omega

quindi quanto avevo scritto ieri, è sbagliato :mrgreen:
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[8] Re: esercizio sul max trasferimento di potenza attiva

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 6 nov 2013, 16:20

andres90 ha scritto:intendo dire: non è sempre vero che debba ricondurmi ad un circuito che abbia Vth, Zth ed impedenza da determinare in serie perché in questo caso, ad esempio, della Vth "non me ne faccio niente" e posso accontentarmi di un generico V0.

Si, in questo caso della VTh puoi fare a meno, ma non sempre è così, la VTh sarebbe necessaria se per esempio ti venisse richiesta la potenza con carico adattato.
Ad ogni modo VTh e V0 sono due grandezze totalmente prive di qualsiasi legame; in questo caso, abbiamo usato un GIT, visto che la grandezza di comando era pari alla tensione ai morsetti d'ingresso, ma avremmo potuto usare anche un GIC forzante.
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