負載由多個電源驅動是如何工作的?電源之間會互相干擾嗎?
2024-3-22 12:00:11 點擊:
當負載由多個電源同時驅動且每個電源具有其自己的頻率時,來自各個電源的負載功率傳輸是彼此獨立的。無論其中任何一個電源單獨為負載提供多少功率,該功率傳輸都不會受到其他電源存在與否的影響。
想象一下這個場景,一堆電壓源串聯在一起,饋入某個負載電阻R。它可能類似于圖1。

圖1 一組串聯的電壓源,饋入某個負載電阻R。
當然,我們還可以有更多的電壓源,比如四個、五個或更多,但三個是一個比較好且方便的數字。為了便于討論,我們可以將這三個電壓源的電壓稱為“三元組”。我們還可以說,我們的三元組每個電壓源都以不同的頻率輸出電壓。直流電源的頻率當然為零。
輸送到R的瞬時功率是這一堆電壓源頂部的瞬時電壓的平方,然后除以R。R的值現在并不重要,因此我們只需關注這一堆電壓源頂部的電壓,即我們的三元組電壓。
當我們對三元組表達式進行平方運算時,就會得到圖2中所示代數的幾個分量。

圖2 對三元組表達式進行平方運算,得出輸送到R的瞬時功率。
為了再次檢驗這個代數是均等的,我們可以特意選擇不同的頻率W1和W2,以圖形的形式繪制三元組的平方,然后繪制導出項的總和,如圖3所示。我們看到它們確實是相同的。

圖3 用圖形檢驗三元組的平方,通過選擇不同的頻率(W1和W2),我們可以以圖形方式繪制三元組的平方并繪制導出項的總和。由此,我們可以直觀地確認它們是相同的。
回到代數上,上圖顯示了三元組的平方的結果。第一行的值永遠不會是負數,只會是正數,但第二行和第三行的值卻在正負、負正之間來回擺動,如此反復。
傳輸到R的能量是功率隨時間的積分。第一行的積分為正,這意味著R確實從第一行的項接收能量,但第二行和第三行的積分均為零。隨著時間的推移,第二行和第三行的正向波動產生能量,而第二行和第三行的負向波動則會帶走能量。因此,這兩行的積分為零,這意味著這兩行不向負載傳輸能量,沒有能量傳輸也就意味著沒有功率傳輸。
只有第一行的項向R提供功率,該功率如圖4所示。

圖4 向R傳輸功率。如圖所示,只有第一行的項向R傳輸功率。
最終分析的結果是,我們的三元組的每個電壓源向R提供的功率都與它單獨連接到R時提供的功率一樣大。每個電壓源提供的功率與其他電壓源的存在與否無關。
如果我們有四個或五個或更多的電壓源,那也沒有關系。只要它們的頻率不相等,每個電壓源的功率傳輸仍然與其他電壓源無關。
有了更多的電壓源,代數就會更加復雜,但它們之間的相互獨立性將保持不變。
想象一下這個場景,一堆電壓源串聯在一起,饋入某個負載電阻R。它可能類似于圖1。
圖1 一組串聯的電壓源,饋入某個負載電阻R。
當然,我們還可以有更多的電壓源,比如四個、五個或更多,但三個是一個比較好且方便的數字。為了便于討論,我們可以將這三個電壓源的電壓稱為“三元組”。我們還可以說,我們的三元組每個電壓源都以不同的頻率輸出電壓。直流電源的頻率當然為零。
輸送到R的瞬時功率是這一堆電壓源頂部的瞬時電壓的平方,然后除以R。R的值現在并不重要,因此我們只需關注這一堆電壓源頂部的電壓,即我們的三元組電壓。
當我們對三元組表達式進行平方運算時,就會得到圖2中所示代數的幾個分量。
圖2 對三元組表達式進行平方運算,得出輸送到R的瞬時功率。
為了再次檢驗這個代數是均等的,我們可以特意選擇不同的頻率W1和W2,以圖形的形式繪制三元組的平方,然后繪制導出項的總和,如圖3所示。我們看到它們確實是相同的。
圖3 用圖形檢驗三元組的平方,通過選擇不同的頻率(W1和W2),我們可以以圖形方式繪制三元組的平方并繪制導出項的總和。由此,我們可以直觀地確認它們是相同的。
回到代數上,上圖顯示了三元組的平方的結果。第一行的值永遠不會是負數,只會是正數,但第二行和第三行的值卻在正負、負正之間來回擺動,如此反復。
傳輸到R的能量是功率隨時間的積分。第一行的積分為正,這意味著R確實從第一行的項接收能量,但第二行和第三行的積分均為零。隨著時間的推移,第二行和第三行的正向波動產生能量,而第二行和第三行的負向波動則會帶走能量。因此,這兩行的積分為零,這意味著這兩行不向負載傳輸能量,沒有能量傳輸也就意味著沒有功率傳輸。
只有第一行的項向R提供功率,該功率如圖4所示。
圖4 向R傳輸功率。如圖所示,只有第一行的項向R傳輸功率。
最終分析的結果是,我們的三元組的每個電壓源向R提供的功率都與它單獨連接到R時提供的功率一樣大。每個電壓源提供的功率與其他電壓源的存在與否無關。
如果我們有四個或五個或更多的電壓源,那也沒有關系。只要它們的頻率不相等,每個電壓源的功率傳輸仍然與其他電壓源無關。
有了更多的電壓源,代數就會更加復雜,但它們之間的相互獨立性將保持不變。
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