整合回路の基本で最大電力が供給できない･･･

以下のとおり、基本に従って整合回路を
R1＝100Ω と考えたいのですが、何故か
R1＝∞Ω の場合に負荷側への供給電力が
最大になってしまいます･･･

一体何が間違いなのか、
有識者の方にご教示いただきたいです。

質問者からの補足コメント

• 

  何度か書きましたが･･･整合回路を追加する目的が
  負荷側に最大電力を供給する為とするなら、
  [供給電力]
  ＝[負荷側への供給電力]＋[整合回路への供給電力]
  という論理は破綻していると思うのです･･･。
  （混乱の元になりかねない･･･）
  
  今後、整合回路を学ぶ人が混乱しないように、
  整合回路の但し書きに「整合回路に供給電力の一部を
  奪われる」ことを追加して欲しいです･･･

    補足日時：2023/04/09 12:18

• なお「反射」の視点からの整合回路の供給電力
  の理論も、もう少し充実して欲しいところです･･･
  より分かり易くすることが技術(支える術)なので･･･

    補足日時：2023/04/09 19:54

No.10 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/04/11 18:08

インピーダンス整合によって電力が最大になるということは

電源に繋がる負荷全体の消費電力が最大になるというこであって
その一部分の消費電力がどうなるかは全く別問題。
あたり前ですよね。

質問者さんの考え方はかなりひどい短絡思考です。
中味を理解せず当て嵌めるだけになっているのがもろ判りです。

他人のせいにしていないで、まず自分の誤解のひどさを自覚し
「基本」を正確に理解するように努めましょう。

こんなトンデモ誤解を想定して教科書かく人なんていないですよ。

この回答へのお礼

＞電源に繋がる負荷全体の消費電力が最大になる電源に繋がる負荷全体の消費電力が最大になる

技術の形骸化ですね。残念です。

お礼日時：2023/04/12 21:43

No.9 回答者： q0_0p 回答日時： 2023/04/09 14:45

分かってるよ。

君の補足に合わせたユーモア。
俺はプロのエンジニアだから。

この回答へのお礼

それで整合回路の「何が嬉しい」のでしょう？
客が納得するプロのご意見をお聞きしたい。

お礼日時：2023/04/09 19:04

No.8 回答者： q0_0p 回答日時： 2023/04/09 14:21

>整合回路を追加する目的が負荷側に最大電力を供給する為

貴方が考えた事でしょ。これが間違ってるのですよ。

>負荷側に供給する電力Wが最大になる場合の整合回路のR1を考える
と書いてあるよね。ここからR1は無限大に決まってるじゃ無いですか。
幼稚園児でも分かる事。負荷に対する抜け道R1なんか無い方が負荷に全部電流が流れるでしょ。電気理論知らなくても、また計算しなくても一目瞭然ですよ。

この回答へのお礼

回答に対する誤りとは言っていないのですが･･･

お礼日時：2023/04/09 14:41

No.7 回答者： ricardo_ 回答日時： 2023/04/08 09:02

R1と負荷抵抗の合成抵抗Ｒが内部抵抗５０Ωと等しくなった時、Ｒの消費電力が最大となる。

Ｒ１を１００オームにすれば、合成抵抗Ｒの消費電力は最大となります。
Ｒ１の電力を忘れている。

No.6 回答者： q0_0p 回答日時： 2023/04/03 06:25

当たり前。

負荷が1つになったので電流がそれだけに流れる。

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/04/01 09:37

>何故わざわざ追加した整合回路込みの消費電力で 考え直す必要があるのか？

エネルギー保存とか無視しちゃってますよね。
真摯に理論に向き合いましょう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞＞何故わざわざ追加した整合回路込みの消費電力で考え直す必要があるのか？
＞
＞エネルギー保存とか無視しちゃってますよね。

何処がでしょうか･･･
余分に付けた回路にエネルギーを奪い取られて
それがエネルギー保存なんて自分には言えませんし、
真摯にもなれません･･･

お礼日時：2023/04/02 01:21

No.4 回答者： hiro2017 回答日時： 2023/03/31 20:09

電源側の電力を（内部抵抗50Ω）供給するには負荷側のインピー

ダンスを（合成）50Ωにすればいいので100Ω（R1)にすれば
良いのは暗算でも出ます、ただR1と負荷の両端が同電圧で電流は
分流になるので負荷の電力は1/2になるのは当たり前のことです。
整合の考え方が電源から見た負荷のインピーダンスを50Ω（R1との
合成）にするだけで負荷側（100Ω）から見たインピーダンスはR1
と電源の合成になり整合は取れません。
本来はトランスを入れ一次側（電源50Ω）と整合を取り二次側を
負荷の100Ωと整合を取るのが正しいと言えます。
整合とは電源と負荷両方から見たインピーダンスを合わせることで
伝送路で使われる方法と言えます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞本来はトランスを入れ一次側（電源50Ω）と整合を取り
＞二次側を負荷の100Ωと整合を取るのが正しいと言えます。

なるほどトランスを使えば一次側、二次側の
どちらにも整合を取れると理解しました。

ありがとうございました。

お礼日時：2023/04/02 01:34

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2023/03/31 10:02

R1//100 Ω = 50 Ω で最大になる電力は

R1 と 100Ωの消費電力の和です。
インピーダンス整合からでてくる結論はこれだけです。

あなたのいうところの「基本」は頓珍漢な
思い込みです。詳しく復習しましょう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞R1//100 Ω = 50 Ω で最大になる電力は
＞R1 と 100Ωの消費電力の和です。
＞インピーダンス整合からでてくる結論はこれだけです。

自分が腑に落ちないのは正にこの内容で、
何故「R1 と 100Ωの消費電力の和」なのか？
です。

何故わざわざ追加した整合回路込みの消費電力で
考え直す必要があるのか？
負荷側に最大電力を入れたいのが目的でしょ？
という疑問です。

こちらに質問させていただいた主旨は
そういう意味でもありましたが、
やはり教科書的な回答しかいただけない
と感じています･･･。

ありがとうございました。

お礼日時：2023/04/01 07:05

No.2 回答者： endlessriver 回答日時： 2023/03/31 08:25

>そのとおりですが・・<

「そのとおり」を理解しているのに「納得」できないというので
あれば、あなたの都合で合って、何も言うことはありません。

なお、整合とは何を意味するかです。
なお、電源が供給する電力も、R₁=100のとき最大となる。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞整合とは何を意味するかです。

①負荷側へ最大電力を供給
②反射を抑え負荷への入力信号を乱さない
③反射を抑え定在波を抑制しノイズ発生防止
整合回路の意味はこの３つと理解しています。

ただ､この回答はとても教科書的な理解であり、
実際は ①優先の場合、②③優先の場合など
「①②③の優先度を状況に合わせて変化させる」
のがより現実的で正しい理解ではないかと
最近感じています。

お礼日時：2023/04/01 06:40

No.1 回答者： endlessriver 回答日時： 2023/03/31 07:04

計算すると負荷の電力は R₁について単調増加ですから

R₁ → ∞で最大になります。

何故かというと、この時の整合というのは 「R₁∥負荷=50Ω」
の抵抗で消費される電力が最大になり、決して負荷の消費電力
ではない。

この回答へのお礼

＞この時の整合というのは 「R₁∥負荷=50Ω」
＞の抵抗で消費される電力が最大になり、
＞決して負荷の消費電力ではない。

ご回答ありがとうございます。
確かにその通りなのですが、それではこの場合、
整合回路が「不要」になります。それで良いのかと。

また、仮に「反射」という観点から計算し直すと、
確かに整合回路により反射は抑えられますが、
やはり負荷への供給電力はR1＝∞の方が大きいです。
（無論、反射も起きますが）

まあ反射の場合、負荷への供給電力の算出式を
W＝V･I’ ではなく、W＝100Ω･I’^2 に変更すると
状況が変わるのかも知れませんが、
こちらも何故 W＝V･I’ ではダメなのか？
という新たな疑問も発生してしまいます･･･。

お礼日時：2023/03/31 07:59