زيادة الطاقة

في الهندسة الكهربائية ، يُعرَّف كسب القدرة في الشبكة الكهربائية بأنه نسبة القدرة الخارجة إلى القدرة الداخلة. وعلى عكس كسب الإشارة الأخرى ، مثل كسب الجهد والتيار ، قد يكون مصطلح "كسب القدرة" غامضًا، إذ لا يكون معنى مصطلحي "القدرة الداخلة" و"القدرة الخارجة" واضحًا دائمًا. ومن أهم أنواع كسب القدرة: كسب قدرة التشغيل ، وكسب قدرة المحول ، وكسب القدرة المتاحة . تجدر الإشارة إلى أن جميع هذه التعريفات لكسب القدرة تستخدم متوسطات القدرة (بدلًا من القيم اللحظية)، ولذلك غالبًا ما يُحذف مصطلح "المتوسط"، مما قد يُسبب بعض الالتباس أحيانًا.

يُعرَّف كسب الطاقة التشغيلية لشبكة ثنائية المنافذ ، G _{P ، على النحو التالي:}

${\displaystyle G_{P}={\frac {P_{\mathrm {L} }}{P_{\mathrm {I} }}}}$

أين

• P _L هي أقصى قدرة متوسطة زمنياً يتم توصيلها إلى الحمل ، حيث يكون التعظيم على مقاومة الحمل ، أي أننا نريد مقاومة الحمل التي تزيد من متوسط ​​القدرة الزمنية التي يتم توصيلها إلى الحمل.
• P _I هي متوسط ​​الطاقة المدخلة للشبكة على مدار الزمن.

إذا كانت القدرة المدخلة المتوسطة زمنياً تعتمد على مقاومة الحمل، فيجب أخذ الحد الأقصى للنسبة، وليس فقط الحد الأقصى للبسط.

يُعرَّف كسب قدرة المحول لشبكة ثنائية المنافذ، G _T ، على النحو التالي :

${\displaystyle G_{T}={\frac {P_{\mathrm {L} }}{P_{\mathrm {S\ max} }}}}$

أين

• P _L هي متوسط ​​القدرة المُسلَّمة إلى الحمل
• P _{S max} هو الحد الأقصى لمتوسط ​​القدرة المتاحة عند المصدر

من حيث معاملات y، يمكن استخدام هذا التعريف لاستنتاج ما يلي:

${\displaystyle G_{T}={\frac {4|y_{21}|^{2}\Re {(Y_{\mathrm {L} })}\Re {(Y_{\mathrm {S} })}}{{\bigl |}(y_{11}+Y_{\mathrm {S} })(y_{22}+Y_{\mathrm {L} })-y_{12}y_{21}{\bigr |}^{2}}}}$

أين

• يمثل Y _L مُعامل قبول الحمل
• Y _S هي مُعامل قبول المصدر

يمكن تعميم هذه النتيجة على المعاملات z و h و g و y على النحو التالي:

${\displaystyle G_{T}={\frac {4|k_{21}|^{2}\Re {(M_{\mathrm {L} })}\Re {(M_{\mathrm {S} })}}{{\bigl |}(k_{11}+M_{\mathrm {S} })(k_{22}+M_{\mathrm {L} })-k_{12}k_{21}{\bigr |}^{2}}}}$

أين

• k _xx هو az أو h أو g أو معامل y
• M _L هي قيمة الحمل في مجموعة المعلمات المقابلة
• M _S هي قيمة المصدر في مجموعة المعلمات المقابلة

لا يمكن الحصول على P _{S max} من المصدر إلا عندما تكون معاوقة الحمل المتصلة به (أي معاوقة الإدخال المكافئة لشبكة المنفذين) هي المرافق المركب لمعاوقة المصدر، وهي نتيجة لنظرية القدرة القصوى .

يُعرَّف كسب الطاقة المتاح لشبكة ثنائية المنافذ، G _{A ، على النحو التالي:}

${\displaystyle G_{A}={\frac {P_{\mathrm {L\ max} }}{P_{\mathrm {S\ max} }}}}$

أين

• P _{L max} هي أقصى قدرة متوسطة متاحة عند الحمل
• P _{S max} هي أقصى قدرة متاحة من المصدر

وبالمثل، لا يمكن الحصول على P _{L max} إلا عندما تكون معاوقة الحمل هي المرافق المركب لمعاوقة خرج الشبكة.

• ملاحظات المحاضرة حول كسب الطاقة ثنائي المنافذ