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電工實驗臺最大功率傳輸條件測定說明

一、電工實驗臺-實驗?zāi)康?/span>
1.  掌握負載獲得最大傳輸功率的條件。
2. 了解電源輸出功率與效率的關(guān)系。

二、電工實驗臺-原理說明
1. 電源與負載功率的關(guān)系圖9-1可視為由一個電源向負載輸送電能的模型,R0可視為電源內(nèi)阻和傳輸線路電阻的總和,RL為可變負載電阻。負載RL上消耗的功率P可由下式表示:
圖9-1
當(dāng)RL=0或RL=∞ 時,電源輸送給負載的功率均為零。而以不同的RL值代入上式可求得不同的P值,其中必有一個RL值,使負載能從電源處獲得最大的功率。   
2. 負載獲得最大功率的條件
根據(jù)數(shù)學(xué)求最大值的方法,令負載功率表達式中的RL為自變量,P為應(yīng)變量,并使dP/dRL=0,即可求得最大功率傳輸?shù)臈l件:

當(dāng)滿足RL=R0時,負載從電源獲得的最大功率為:

這時,稱此電路處于“匹配”工作狀態(tài)。
3. 匹配電路的特點及應(yīng)用
在電路處于“匹配”狀態(tài)時,電源本身要消耗一半的功率。此時電源的效率只有50%。顯然,這對電力系統(tǒng)的能量傳輸過程是絕對不允許的。發(fā)電機的內(nèi)阻是很小的,電路傳輸?shù)淖钪饕笜耸且咝仕碗姡詈檬?00%的功率均傳送給負載。為此負載電阻應(yīng)遠大于電源的內(nèi)阻,即不允許運行在匹配狀態(tài)。而在電子技術(shù)領(lǐng)域里卻完全不同。一般的信號源本身功率較小,且都有較大的內(nèi)阻。而負載電阻(如揚聲器等)往往是較小的定值,且希望能從電源獲得最大的功率輸出,而電源的效率往往不予考慮。通常設(shè)法改變負載電阻,或者在信號源與負載之間加阻抗變換器(如音頻功放的輸出級與揚聲器之間的輸出變壓器),使電路處于工作匹配狀態(tài),以使負載能獲得最大的輸出功率。
三、電工實驗臺實驗設(shè)備
序號 名稱 型號規(guī)格 數(shù)量 備注
1 直流電流表 0~200mA 1 實驗屏上
2 直流電壓表 0~200V 1 實驗屏上
3 直流穩(wěn)壓電源 0~30V 1  
4 元件箱   1 MYDG05
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