ForHosting KIT · 開発者向けツール

最大電力伝送計算機

最大電力伝送計算機は、線形の抵抗性電源から受け取れる電力が最大になる負荷抵抗を求めます。電源の開放電圧と内部抵抗を入力すると、テブナンの最大電力条件を適用し、整合する負荷抵抗、最大負荷電力、負荷電圧、負荷電流を返します。教科書の問題の確認、回路案の比較、理想動作点の記録に役立ちます。実際の設計では、効率、発熱、部品公差、インピーダンスなどの制約も別途ご検討ください。

● Beta無料・ブラウザ内で実行

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

テブナン等価値で電源を表してください

負荷を接続する2端子から見た電源を考えます。電圧には、負荷が電流を取り出していないときに端子間で測定する開放電圧を入力してください。電源抵抗はオーム単位のテブナン抵抗であり、電源と周囲の線形回路が持つ内部直列抵抗を表します。電池モデルでは無負荷電圧と内部抵抗を使用でき、より大きな抵抗回路網は最初にこの2つの量へ簡約できます。単位記号を付けずに数値を入力し、ボルトとオームという一貫した SI 単位系を使用してください。結果の電力はワット、電流はアンペアになります。抵抗値は0より大きい必要があります。抵抗がない理想電圧源には、このモデルで有限の整合負荷が存在しないためです。電圧は0または符号付きでも構いません。符号は電流方向を決めますが、供給電力は電圧の二乗で決まります。本計算は純抵抗の直流回路、または実数抵抗へ簡約済みの交流回路を前提としており、任意の複素インピーダンス整合は扱いません。

抵抗整合の計算内容をご確認ください

電圧 V、電源抵抗 R_S のテブナン電源に負荷抵抗 R_L を接続すると、負荷電流は V を R_S と R_L の和で割った値になります。したがって負荷電力は、V の二乗と R_L の積を、R_S と R_L の和の二乗で割った値です。この式を負荷抵抗について微分するか、2つの損失項を直接比較すると、正の範囲で唯一の最大値は R_L と R_S が等しいときに得られます。この整合点では、開放電圧の半分が負荷に、残り半分が電源抵抗にかかります。電流は V を R_S の2倍で割った値であり、最大供給電力は V の二乗を R_S の4倍で割った値です。計算機は関連する4つの量を返すため、中間計算を繰り返さずに結果を確認できます。結果には JavaScript の浮動小数点数を使用します。同じ有限入力からは、外部測定、ネットワーク、乱数、時刻、可変の丸め方式に依存せず、常に同じ JSON が得られます。

理想的な最大値を適切にご利用ください

最大供給電力が、工学的に最良の動作点とは限りません。抵抗を整合させると、電源抵抗でも負荷と同じ電力が消費されるため、この単純なモデルの伝送効率は50パーセントにとどまります。電源装置や電池駆動システムでは、数学的な最大電力よりも、効率、電圧安定性、動作時間、温度を優先し、電源抵抗よりはるかに大きい負荷抵抗を選ぶことが一般的です。それでも計算結果は有用な基準になります。抵抗性電力曲線の頂点を示し、その点からのずれを明確に評価できるためです。回路を製作する前に、部品の定格電力、電源の電流上限、熱特性、抵抗公差、電圧依存性をご確認ください。リアクタンスを含む正弦波交流回路では、より一般的な定理により複素共役インピーダンス整合が必要です。本計算機は周波数やリアクタンスを推定しません。出力は明示された2抵抗モデルの厳密な結果として扱い、機器の制限確認や完全な回路シミュレーションの代わりにはしないでください。

活用例

回路解析の演習を確認する

テブナン等価回路について、整合抵抗、最大電力、端子電圧、電流をご確認いただけます。

センサー接続を評価する

候補の抵抗性負荷を、モデル化した信号源の理想最大電力点と比較できます。

電源の理想上限を見積もる

電流、温度、公差、効率の制約を適用する前に、理論上の最大負荷電力を計算できます。

よくある質問

計算料金はいくらですか？

API の料金は1回 $0.002 です。同じ決定論的な計算をブラウザーで無料実行することもできます。

負荷抵抗が電源抵抗と等しくなるのはなぜですか？

線形抵抗性のテブナン電源では、負荷抵抗に対して電力を微分すると、両抵抗が等しい点で最大になります。

負荷電圧が開放電圧の半分になるのはなぜですか？

整合点では、等しい電源抵抗と負荷抵抗が均等な分圧回路を形成するためです。

最大電力は最高効率も意味しますか？

いいえ。理想的な整合回路では電源抵抗と負荷が同じ電力を消費し、伝送効率は50パーセントです。

交流のインピーダンス整合にも使えますか？

回路が実数抵抗へ簡約済みの場合に限ります。リアクタンスを含む回路には複素共役インピーダンス整合が必要です。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/max-power-transfer

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/max-power-transfer \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"voltage":12,"source_resistance":6}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/max-power-transfer", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "voltage": 12,
    "source_resistance": 6
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/max-power-transfer",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "voltage": 12,
    "source_resistance": 6
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/max-power-transfer", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"voltage":12,"source_resistance":6}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"voltage":12,"source_resistance":6}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/max-power-transfer", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "voltage": 12,
  "source_resistance": 6
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.max_power_transfer",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →