Re: [思辯] 為什麼電動機車環保？

看板ask-why (知識奧秘)作者HuangJC (吹笛牧童)時間16年前 (2010/03/06 03:00)推噓0(0推 0噓 19→)

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我簡單畫個電路圖這電路圖不是等效電路只是想和大家討論一些事 +--------^^^^^^---------^^^^^^^------+ | R1 R2 | | | | | --- | Batt | --- | | | +------------------------------------+ 好,上圖很爛,在一個迴路中只有電池　Batt 及兩個電阻 R1,R2 其中 R1 代表所有損耗,R2 代表有效 loading 想求: 1.最大功率 2.最大效率最大功率以前有學過'最大功率轉移' 其實蠻差的,那是在 R2 = R1 時什麼是功率? 那是每秒做的功,是 P = V*I (這題簡單到不必 V,I 夾角了) 我們不求算式,用討論的方法聊一下變化當 R2 愈小,則總串聯電阻 ( R1+R2 ) 愈小,因此 I = V/R = Batt/(R1+R2) 可以愈大但 R2愈小時,跨在 R2 上的 V 會愈來愈小也就是說 V 變大時 I 未必正比變大, 兩個在變大變小時有個最佳乘積,乘積最大時功率最大這使問題有一點點複雜,但計算好的答案卻非常好背就是在電阻相同時,所以有一半的能量浪費了,另一半能量產生作用這是在求'最大出力'時;但不是最有效率喔,效率才 50% 喔!! 雖然這不是等效電路,如果要說是,那也簡化得過份但看看 50% 實在不是太大的數字 :P 那最大效率在哪裏? 效率是這樣說的, 有效功/總功 = P2 / (P1+P2) 其中 P1,P2 因為是相同電流,所以很簡單的利用 P = I^2*R 會化簡成效率 = R2 / (R1+R2) 其中 I^2 在分子分母都有,對消也就是說,有效負載愈大,則效率愈好有效負載極大而損耗負載極小時 (R2 >> R1) ,效率近於 1 但這時會怎樣? 效率極大,亦即有效負載極大,就是 I 近似於 0 斷路了 XD 但你從各個角度驗算都沒錯我所有的功,都做在有效負載上了,只是做功極小這有意義嗎? 沒有嘛這是兩難啊~ 那什麼有意義呢? 最大功率轉移時還蠻不錯,一半的能量燒掉了,但另一半能量也極大描述成加速,就是'以最大扭力加速' 最簡單電路是這樣了接下來就是我們如何解釋等效齒輪能造成 R2 變化嗎? 能造成 R1 變化嗎? 或能造成電源兩端電壓變化嗎? 如果能,我希望造成 R1 (損耗電阻) 變小, R2 也就可以同時變小這樣最大功率可以提升,但無論如何最大效率發生時,都...沒有意義 ;; 課本裏真的有這課, 電路學一開始,學的是'用數學計算電路' 學到後來學的是'用電路模擬數學' 所以機械力學可以用數學式描述描述完後又可以弄個等效電路當年我有自問自答一個問題: 如果我有數學式,我算就好了,為什麼偏偏要弄個模擬電路? 比如: y=5x+3 這個數學式,我直接畫一條直線就好了, 為什麼要去想像一個和它有關的電路? 答案是:1.就好像懂中文的人再學英文時,會透過翻譯或文法的方式學那麼我們不是從機械學起,又對電有基礎,就透過數學的對稱性,模擬性去學 2.純數學是天馬行空的,有虛數,有無理數.. 但能套進電路的,比較像自然界能探討的現象如果電路舉得好,就比較好想像至於第三點就很自然了 3.當電路接上機械,比如馬達,同時計算兩種數學式很麻煩又要算力學又要算電學,如果可以找到等效,可以單純算一種就好我們把馬達找出等效電路,就是為了可以只用電路學計算為了第3點,我們當然有馬達的等效電路;但如果不是電接上機械,以純機械而言其實有數學式也可以弄等效電路啦,理由就是上面的 1,2 點好,那我這個簡單模型發現最大功率時效率頂多 50%,最大效率沒意義是不是很快幫忙想通什麼? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 221.120.68.218

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