Передача энергии от активного двухполюсника нагрузке

Если нагрузка подключена к активному двухполюснику (рис. 2.16), то по ней течёт ток:

.

и в ней выделяется мощность:

,

где R-сопротивление нагрузки;

R_вх - входное сопротивление двухполюсника.

Выясним, каким должно быть соотношение между сопротивлением нагрузки R и входным сопротивлением двухполюсника R_вх, чтобы в сопротивлении нагрузки выделялась максимальная мощность. Для этого определим первую производную P по R и приравняем её к нулю:

.

Получим: R = R_вх .

Значит, мощность максимальна при равенстве сопротивления нагрузки и входного сопротивления двухполюсника.

Получим максимальную мощность, которая может быть выделена в нагрузке R:

.

Полезную мощность, выделяющуюся в нагрузке, определяют по уравнению . Полезная мощность, выделяемая эквивалентным генератором

.

Коэффициент полезного действия

.

Если R = R_вх, то .

Если мощность значительна, то работать с таким низким К.П.Д., как 0,5, недопустимо. Но если мощность Р мала и составляет всего несколько милливатт, то с низким К.П.Д. можно не считаться, поскольку достигнута главная цель - в этом режиме датчик отдаёт нагрузке максимально возможную мощность. Выбор сопротивления нагрузки R, равного входному сопротивлению R_вх активного двухполюсника, называют согласованием нагрузки.