СОГЛАСОВАНИЕ ВХОДНЫХ И ВЫХОДНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ГЕНЕРАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Измерительную цепь, состоящую из генераторного преобразователя  и нагрузки R_н, можно представить в виде (рис. 7.2):

Рис. 7.2. Схема соединения генераторного преобразователя с нагрузкой (Е_х – энергия, вырабатываемая генераторным преобразователем;
R_i – внутреннее сопротивление преобразователя)

Мощность, передаваемая от   к , определяется по формуле:

                                           (7.1)

Если  и  считать заданными, а оптимизацию передачи энергии осуществлять выбором , то можно видеть, что ток  может изменяться от значения холостого хода , когда  и , до значения короткого замыкания , когда , а  - вновь равна нулю.

Для установления условия максимума  с учетом, что в общем случае  запишем выражение для мощности, потребляемой нагрузкой:

.              (7.2)

Первый сомножитель представляет собой мощность короткого замыкания  генераторного преобразователя. Обозначим через  - коэффициент отношения сопротивлений, который по физическому смыслу определяет условия передачи мощности от генераторного преобразователя в нагрузку. Тогда формула (7.2) приведется к виду: 

.              (7.3)

Из последней формулы видно, что мощность, отдаваемая в нагрузку  генераторным преобразователем, зависит от двух факторов:

1) от параметров преобразователя , то есть от мощности, расходуемой на внутреннем сопротивлении  такого преобразователя;

2) от безразмерного коэффициента, характеризующего эффективность использования генераторного преобразователя и называемого коэффициентом эффективности преобразователя, который обозначим :

.                                    (7.4)

Значения мощностей короткого замыкания  и мощности в нагрузке , соответственно равны:

; .                   (7.5)

При этом отношения мощностей могут быть выражены через безразмерный коэффициент :

.                    (7.6)

На рис. 7.3 показан характер изменения  от  в полулогарифмических координатах. Максимум  равен  и имеет место при , т. е. при . В случае, когда согласуемые сопротивления являются комплексными  и , то под  следует понимать отношение полных сопротивлений .

Рис. 7.3. Влияние коэффициента ηпередачи по мощности на
коэффициент ξ эффективности преобразователя

При этом для значений  далеких от 1 зависимость  от  практически не отличается от кривой для активных сопротивлений. При этом для значений  близких к единице, максимум  зависит не только от отношения , но и от сдвига фаз. При этом в случае одинакового характера комплексных сопротивлений, например, когда оба индуктивные или оба емкостные и при , кривые  для активных и комплексных сопротивлений полностью совпадают. Если , то максимум  равен . При , т. е. при одном чисто емкостном, а другом чисто индуктивном сопротивлениях, кривая  будет иметь вид резонансной кривой.