1.9 Vermogen en energie

1.9.1 het vermogen van sinusvormige signalen \( \left[ P = I^2 \cdot R \right] ; \left[ P = {U^2 \over R} \right] \)

Reken met effectieve waarden: \( U_{eff} = {U_{max} \over \sqrt{2}} \approx 0{,}7 \cdot U_{max} \). Een sinus met U_max = 10 V aan 10 Ω: U_eff = 7,07 V, P = 50 / 10 = 5 W (gelijk aan \( {U_{max}^2 \over 2R} \)). Een stroom met I_max = 10 A door 10 Ω: P = 50 x 10 = 500 W. Vermogen gaat met het kwadraat van spanning of stroom: 16 W naar 4 W halveert de antennestroom.

1.9.2 vermogensverhoudingen die overeenkomen met de volgende dB-waarden: 0dB, 3dB, 6dB, 10dB en 20dB [zowel positief als negatief]

\( dB = 10 \cdot \log {P_2 \over P_1} \)

Bij gelijke weerstand geldt voor spanning of stroom: x 1,4 is 3 dB, x 2 is 6 dB (10 V naar 14 V: ongeveer 3 dB). Voorbeelden: 5 W naar 20 W is 6 dB; 150 W naar 15 W is −10 dB, dus S9+20 dB wordt S9+10 dB. Een spanningsversterking van 8 x bij gelijke in- en uitgangsweerstand is een vermogensversterking van 64 x.

1.9.3 de vermogensverhouding in dB bij het achter elkaar schakelen van versterkers en/of verzwakkers

De dB's worden opgeteld, verzwakkingen met een minteken: +10 dB, −4 dB en +6 dB is samen 12 dB. Een kabel met 9 dB per 100 m halveert (−3 dB) het vermogen na ongeveer 33 m. In een verzwakker wordt het verschil tussen in- en uitgaand vermogen warmte: 12 W in en −6 dB geeft 3 W uit, dus 9 W dissipatie.

1.9.4 aanpassing [maximale vermogensoverdracht]

Een bron levert het grootste vermogen als de belastingsweerstand gelijk is aan de inwendige weerstand (R_u = R_i); dan gaat de helft van het vermogen in R_i verloren (rendement 50%). Bij een zender zorg je voor aanpassing om zoveel mogelijk vermogen in kabel en antenne te krijgen: 50 Ω op 50 Ω.

1.9.5 de relatie tussen ingangsvermogen, uitgangsvermogen en rendement \( \left[ \eta = {P_{uit} \over P_{in}} \cdot 100\% \right] \)

Het ingangsvermogen van een eindtrap is U x I uit de voeding; wat niet als uitgangsvermogen naar buiten gaat, wordt warmte (dissipatie).

• 20 V en 1 A in, 10 W dissipatie: 10 W uit.
• Stuurvermogen 1 W, uit 4 W, voeding 10 V en 1 A: rendement 40%, versterking 6 dB.
• Rendement 60% bij 10 V en 10 A: 60 W uit; met 30% kabelverlies komt er 42 W bij de antenne.
• Bij gelijk ingangsvermogen geeft een twee keer zo hoog rendement een twee keer zo groot uitgangsvermogen; bij gelijk rendement geeft twee keer zoveel opgenomen stroom twee keer zoveel uitgangsvermogen.

1.9.6 Peak Envelope Power [PEP]

PEP is het gemiddelde vermogen over één hf-periode op de top van de omhullende: \( PEP = {(U_{top} / \sqrt{2})^2 \over R} \). Op de oscilloscoop lees je U_top af als de helft van de top-topwaarde van de omhullende. Voorbeeld: U_top = 100 V over 50 Ω geeft (70,7)² / 50 = 100 W.

• AM, 100% gemoduleerd: U_top = 2 x U_draaggolf, dus PEP = 4 x draaggolfvermogen (PEP 200 W: draaggolf 50 W).
• Een eindtrap die bij AM 100 W draaggolf (400 W PEP) haalt, levert bij EZB ook 400 W PEP.
• EZB met dubbeltoon (twee even sterke tonen): het gemiddelde vermogen is de helft van de PEP.

• Test je kennis
• Set 2
• Set 3
• Set 4
• Set 5

• Vorige
• Terug
• Volgende