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Bei einer rein resistiven Thevenin-Quelle wird maximale Lastleistung übertragen, wenn Last- und Innenwiderstand gleich sind.
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Formel
RL und RTh in Ω
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Ohmscher Lastwiderstand | Ω | |
| Thevenin-Innenwiderstand der Quelle | Ω |
R_L=R_{Th}Die Bedingung maximiert die an RL abgegebene Leistung eines linearen Gleichstrom-Thevenin-Modells bei festem UTh. Dabei wird die Hälfte der verfügbaren Leistung im Innenwiderstand umgesetzt, also ist Effizienz nicht maximal. Bei Wechselstrom gilt Impedanzanpassung mit komplex konjugierter Last und anderen Randbedingungen.
Die Bedingung maximiert die an RL abgegebene Leistung eines linearen Gleichstrom-Thevenin-Modells bei festem UTh. Dabei wird die Hälfte der verfügbaren Leistung im Innenwiderstand umgesetzt, also ist Effizienz nicht maximal. Bei Wechselstrom gilt Impedanzanpassung mit komplex konjugierter Last und anderen Randbedingungen.
Bei einer rein resistiven Thevenin-Quelle wird maximale Lastleistung übertragen, wenn Last- und Innenwiderstand gleich sind.
Grundgleichung für die Zielgröße
Bei Umstellungen Vorzeichen, Randbedingungen und Einheiten beibehalten.
Berechne das Zahlenbeispiel zu „Widerstandsbedingung für maximale Leistungsübertragung“ und prüfe Einheit sowie Größenordnung.
Eine Quelle mit RTh=50 Ω liefert bei RL=50 Ω maximale Lastleistung; bei Leerlauf oder Kurzschluss ist die Lastleistung null.
Eine verwandte Größe mit gleicher Symbolschreibweise einsetzen.
Nutze Variablendefinitionen und prüfe: RL und RTh in Ω.
Formelcluster
Bei einer rein resistiven Thevenin-Quelle wird maximale Lastleistung übertragen, wenn Last- und Innenwiderstand gleich sind.
Eine Quelle mit RTh=50 Ω liefert bei RL=50 Ω maximale Lastleistung; bei Leerlauf oder Kurzschluss ist die Lastleistung null.
Lastanpassung in linearen Quellen und Messschaltungen verstehen.
Eine typische Aufgabe Schritt für Schritt: Widerstandsbedingung für maximale Leistungsübertragung (RL = RTh).
Aufgabe
Berechne das Zahlenbeispiel zu „Widerstandsbedingung für maximale Leistungsübertragung“ und prüfe Einheit sowie Größenordnung.
Rechenweg
Eine Quelle mit RTh=50 Ω liefert bei RL=50 Ω maximale Lastleistung; bei Leerlauf oder Kurzschluss ist die Lastleistung null.
Die Lastleistung hängt von RL als quadratische Funktion ab: P=UTh2RL/(RTh+RL)2. Ableiten nach RL und Nullsetzen liefert das Maximum bei Gleichheit. Bei sehr kleiner Last ist Spannung klein, bei sehr großer Last ist Strom klein; das Produkt dazwischen ist maximal. This maximizes resistive load power, not conversion efficiency; AC matching uses a complex condition. Anwendungsbereich: Lastanpassung in linearen Quellen und Messschaltungen verstehen. Das Zahlenbeispiel Eine Quelle mit RTh=50 Ω liefert bei RL=50 Ω maximale Lastleistung; bei Leerlauf oder Kurzschluss ist die Lastleistung null verankert die Aussage in einer konkreten Messsituation.
Nein. Bei RL=RTh fällt im idealen Modell ebenso viel Leistung am Innenwiderstand wie an der Last ab. Die Quell-zu-Last-Effizienz beträgt daher 50 Prozent. Für Energieversorgung wird häufig ein anderer Arbeitspunkt gewählt, um Verluste zu senken. This maximizes resistive load power, not conversion efficiency; AC matching uses a complex condition. Die Einheiten dazu sind RL und RTh in Ω. Eine Quelle mit RTh=50 Ω liefert bei RL=50 Ω maximale Lastleistung; bei Leerlauf oder Kurzschluss ist die Lastleistung null. Das prüft, ob die Bezugsgrößen zusammenpassen.
Für eine lineare Wechselstromquelle wird bei maximaler mittlerer Lastleistung im Allgemeinen die komplex konjugierte Lastimpedanz der Quellenimpedanz verwendet. Die einfache Gleichheit reeller Widerstände ist der Gleichstrom- oder rein resistive Sonderfall. This maximizes resistive load power, not conversion efficiency; AC matching uses a complex condition. Geltungsbereich: Die Bedingung maximiert die an RL abgegebene Leistung eines linearen Gleichstrom-Thevenin-Modells bei festem UTh. Dabei wird die Hälfte der verfügbaren Leistung im Innenwiderstand umgesetzt, also ist Effizienz nicht maximal. Bei Wechselstrom gilt Impedanzanpassung mit komplex konjugierter Last und anderen Randbedingungen. Eine praktische Anwendung ist Lastanpassung in linearen Quellen und Messschaltungen verstehen.
Schreibe zuerst neben jeden Zahlenwert die Größe und Einheit aus der Variablenliste: RL und RTh in Ω. Setze erst ein, wenn die Werte in einem konsistenten Einheitensystem vorliegen, und notiere Vorzeichen oder Bezugsrichtung ausdrücklich. Das Beispiel Eine Quelle mit RTh=50 Ω liefert bei RL=50 Ω maximale Lastleistung; bei Leerlauf oder Kurzschluss ist die Lastleistung null. bietet eine Rechenprobe: Endgröße, Einheit und Größenordnung müssen zur beschriebenen Situation passen. Runde erst nach den Zwischenrechnungen, damit kleine Beiträge nicht vorzeitig verschwinden. This maximizes resistive load power, not conversion efficiency; AC matching uses a complex condition.
Der Hintergrund nennt als Ausgangspunkt: Die Bedingung maximiert die an RL abgegebene Leistung eines linearen Gleichstrom-Thevenin-Modells bei festem UTh. Dabei wird die Hälfte. Das begrenzt, wann das Ergebnis als Fachmodell gelten darf. Vergleiche deshalb die Randbedingungen der Aufgabe mit dieser Voraussetzung, bevor du Zahlen einsetzt; reale Bauteile, Stoffwerte oder Belastungen können zusätzliche Effekte einbringen. MIT OpenCourseWare, Introduction to Electronics, maximum power transfer theorem. belegt die verwendete Beziehung, ersetzt aber nicht die Prüfung, ob deine konkrete Situation innerhalb des Modells liegt. This maximizes resistive load power, not conversion efficiency; AC matching uses a complex condition.
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