최대 전력은 어떤 조건에서 전달되는가?

부하저항 RL과 전원 내부저항 Ro가 같을 때 최대 전력이 전달된다.

최대 전송전력은 어떻게 나타내는가?

전원 전압을 V라 하면 Pm=V²/(4Ro)로 나타낸다.

비율식에 RL=3Ro를 대입하면 0.75배가 된다.

개념 한 쪽

전원의 내부저항과 부하저항이 같아질 때 부하에 전달되는 전력이 가장 커진다. 이 조건과 최대전력의 크기, 부하저항이 달라질 때의 전력비를 구분해 익힌다.

이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기

최대전력전송 정리는 부하저항 RL과 전원 내부저항 Ro가 같을 때 부하에 최대 전력이 전달된다는 원리이다. 이때 최대 전송전력은 Pm=V²/(4Ro)로 나타낸다.

임의의 부하저항에서 부하 전력은 P=V²RL/(Ro+RL)²이다. 분모에 두 저항의 합이 제곱으로 들어가므로 RL이 Ro에서 멀어질수록 부하 전력은 최대값보다 작아진다.

최대전력과 임의 부하 전력의 비는 PL/Pm=4RLRo/(Ro+RL)²이다. RL=3Ro를 대입하면 12/16=0.75가 되어 부하 전력은 최대 전송전력의 0.75배이다.

비율식에서 0.89배나 0.3배 같은 값은 RL=3Ro를 정확히 대입해 얻어지지 않는다. 계산에서는 RL=3Ro를 비율식에 넣고 분자와 분모를 약분해 0.75배를 확인한다.

RL이 Ro의 3배인 경우를 비율식 PL/Pm=4RLRo/(Ro+RL)²에 대입한다. RL=3Ro이면 분자는 12Ro²가 되고 분모는 (4Ro)²=16Ro²가 된다. 따라서 PL/Pm=12/16=0.75이고, 부하 전력은 최대 전송전력의 0.75배가 된다.

전기공사산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.