验证最大功率传输定理.docx

实验十一最大功率传输条件测定
一、实验目的
.掌握负载获得最大传输功率的条件。
.解电源输出功率与效率的关系。 二、原理说明

图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，Ro可视为电源阻和传输线路电阻的总和实验十一最大功率传输条件测定
一、实验目的
.掌握负载获得最大传输功率的条件。
.解电源输出功率与效率的关系。 二、原理说明

图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，Ro可视为电源阻和传输线路电阻的总和，R「为可变负载
电阻。
负载上消耗的功率P可由下式表示：图1
P = /R =（」Yr
R。+ &
当RLO或氐=8时，电源输送给负载的功率均为零。而以不同的&值代入上式可求得不同的 P值，其 中必有
一个&值，使负载能从电源处获得最大的功率。
2?负载获得最大功率的条件
根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式中的艮为自变量，P为应变量，弁使
dP/dR,=：
化=0,即"P _1 （&+弘）2-2心（心+心血
令（心 + 他）2 - 2Rl（Rl + R） = 0,解得：R=R。
当满足RlRu时，负载从电源获得的最大功率为：
U 、 U 、n U2
=（-Y & =（）4=
& + % 2Rl 4%
这时，称此电路处于“匹配”工作状态。

在电路处于“匹配”状态时，电源本身要消耗一半的功率。此时电源的效率只有50%。显然，这对电力 系统
的能量传输过程是绝对不允许的。发电机的阻是很小的，电路传输的最主要指标是要高效率送电，最好是100%
的功率均传送给负载。为此负载电阻应远大于电源的阻，即不允许运行在匹配状态。而在电子技术领域里却完全 不同。一般的信号源本身功率较小，且都有较大的阻。而负载电阻（如扬声器等）往往是较小的定值，且希望能
从电源获得最大的功率输出，而电源的效率往往不予考虑。通常设法改变负载电阻,或者在信号源与负载之间加
阻抗变换器（如音频功放的输出级与扬声器之间的输出变压器），使电路处于工作匹配状态，以使负载能获得最
大的输出功率。 三、实验容与步骤
.按图2接线，负载氐取电阻箱。
.按表1所列容，令R「在。〜1K围变化时，分别测出山、山及 I的值，表中U。，P。分别为稳压电源的 输出电压和功率，山、R-分别为K二端的电压和功率，I为电路的电流。在 。
表 9 （单位：R— Q, U-V, I-mA, P-W ）
Us=6
R.
IK
00
V
Uo
Ro 二
Ui.
5
1
00 Q
Po
Pl.
Us=l
RL
IK
00
2V
Uo
Ro 二
Ui.
2
1
00 Q
R
Pi
四、预****与思考题
.电力系统进行电能传输时为什么不能工作 配工作状态？
.实际应用中，电源的阻是否随负载而变？
.电源电压的变化对最大功率传输的条件有
响？
五、实验报告
.整理实验数据，弁分析下列关系曲线：
I'R.., Uo'R,., U「