Apa itu Teorema Transfer Daya Maksimum?

Dalam teknik listrik, teorema transfer daya maksimum menyatakan bahwa, untuk memperoleh daya eksternal maksimum dari sumber daya dengan resistansi internal.

Resistansi beban harus sama dengan resistansi sumber jika dilihat dari terminal outputnya. Moritz von Jacobi menerbitkan teorema daya maksimum (transfer) sekitar tahun 1840; itu juga disebut sebagai "hukum Jacobi".

Sebuah beban resistif, yang terhubung ke jaringan DC, menerima daya maksimum ketika resistansi beban sama dengan resistansi internal yang dikenal sebagai (resistansi setara Thevenin) dari jaringan sumber seperti yang terlihat dari terminal beban. Teorema Transfer Daya Maksimum digunakan untuk menemukan resistansi beban dimana akan ada jumlah maksimum transfer daya dari sumber ke beban.

Teorema transfer daya maksimum diterapkan pada rangkaian DC dan AC. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa di sirkuit AC resistansi diganti dengan impedansi.

Teorema transfer daya maksimum menemukan aplikasinya dalam sistem komunikasi yang menerima sinyal kekuatan rendah. Ini juga digunakan di speaker untuk mentransfer daya maksimum dari amplifier ke speaker.

Penjelasan Tentang Teorema Transfer Daya Maksimum

Resistansi variabel RL terhubung ke jaringan sumber DC seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian pada gambar A di bawah ini dan gambar B mewakili tegangan Thevenin VTH dan resistansi Thevenin RTH dari jaringan sumber.

Tujuan dari teorema Transfer Daya Maksimum adalah untuk menentukan nilai hambatan beban RL, sehingga menerima daya maksimum dari sumber DC.

Mempertimbangkan gambar B nilai arus akan dihitung dengan persamaan yang ditunjukkan di bawah ini

Sedangkan daya yang dikirimkan ke beban resistif diberikan oleh persamaan

Menempatkan nilai I dari persamaan (1) ke dalam persamaan (2) kita akan mendapatkan

PL dapat dimaksimalkan dengan memvariasikan RL dan karenanya, daya maksimum dapat diberikan ketika (dPL/dRL) = 0

Namun,

Namun seperti yang kita ketahui, (dPL/dRL) = 0

Karena itu,

Yang memberikan

Oleh karena itu, terbukti bahwa transfer daya dari jaringan sumber DC ke jaringan resistif maksimum ketika resistansi internal jaringan sumber DC sama dengan resistansi beban.

Sekali lagi, dengan RTH = RL, sistem sangat cocok dengan beban dan sumbernya, dengan demikian, transfer daya menjadi maksimum, dan jumlah daya Pmax ini dapat diperoleh dengan persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Persamaan (3) memberikan daya yang dikonsumsi oleh beban. Perpindahan daya oleh sumber juga akan sama dengan daya yang dikonsumsi oleh beban, yaitu persamaan (3), karena daya beban dan daya sumber sama.

Dengan demikian, daya total yang disuplai diberikan oleh persamaan

Selama Transfer Daya Maksimum, efisiensi ƞ menjadi:

Konsep teorema Transfer Daya Maksimum adalah dengan membuat resistansi sumber sama dengan resistansi beban, yang memiliki aplikasi luas di sirkuit komunikasi di mana besarnya transfer daya cukup kecil. Untuk mencapai transfer daya maksimum, sumber dan resistansi beban dicocokkan dan dengan ini, efisiensi menjadi 50% dengan aliran daya maksimum dari sumber ke beban.

Pada sistem Transmisi Tenaga Listrik, tahanan beban yang cukup besar dari tahanan sumber, sulit untuk mencapai kondisi transfer daya maksimum.

Dalam sistem tenaga, penekanan diberikan untuk menjaga penurunan tegangan dan rugi-rugi saluran ke nilai minimum dan karenanya pengoperasian sistem tenaga, yang beroperasi dengan kemampuan transmisi daya massal, menjadi tidak ekonomis jika beroperasi dengan efisiensi hanya 50% hanya untuk mencapai maksimum. transfer daya.

Oleh karena itu, dalam sistem transmisi tenaga listrik, kriteria transfer daya maksimum sangat jarang digunakan.

Langkah-Langkah Menyelesaikan Jaringan Menggunakan Teorema Transfer Daya Maksimum

Langkah-langkah berikut digunakan untuk menyelesaikan masalah dengan teorema Transfer Daya Maksimum:

Langkah 1 – Lepaskan hambatan beban dari rangkaian.

Langkah 2 – Temukan resistansi Thevenin (RTH) dari jaringan sumber yang melihat melalui terminal beban hubung-terbuka.

Langkah 3 – Sesuai dengan teorema transfer daya maksimum, RTH ini adalah resistansi beban jaringan, yaitu, RL = RTH yang memungkinkan transfer daya maksimum.

Langkah 4 – Transfer Daya Maksimum dihitung dengan persamaan yang ditunjukkan di bawah ini