最大功率传输条件的测定

1、姓名：孙瀛班级：1101004学号：1110100407姓名：孙瀛实验时间：12月14日10点至12点最大功率传输条件的测定一、实验目的1掌握负载获得最大传输功率的条件。2 了解电源输出功率与效率的关系。二、原理说明1电源与负载功率的关系图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R可 视为电源内阻和传输线路电阻的总和，rt为可变负载0电阻。 负载RL上消耗的功率P可由下式表示：LP = I 2%=(r r )2 R,当Rt=0或Rt=8时，电源输送给负载的功率均为零。而以不同 的电L源处获得上式可求功得不同的p值，其中必有一个RL值，使负载能 2负载获得最大功率的条件：根据数学求最大值的方法，

2、令负载功率表达式中的Rt为自变量，P为应变量，并使dP/dRL=0，即可求得最大功率传输的条件：dP _ 0 即 dP _ R0 + R2 2Rl (Rl + R0)U2莅dR(R + R )4令(Rl + R0)2 - 2Rl (Rl + R0) _ 0，解得:Rl _ R0当满足rl=r0时，负载从电源获得的最大功率为：P_ (U一)2R _ (-)2RL4 RlMAX R0 + Rl L4 Rl这时，称此电路处于“匹配”工作状态。3匹配电路的特点及应用在电路处于“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

3、内阻是很小的，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 源的内阻，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，且都有较大的内阻。而负载电阻往 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，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、实验设备序号名称型号规格数量备注1直流电流表02A12直流电压表0 300V13直流稳压电源0 30V14实验箱1HE-11/HE-11A5元件箱1HE-19四、实验内

4、容与步骤1利用相关器件及屏 上的电流插座，参照图2 接线。图中的电源US接 直流稳压电源，负载srl 取自元件箱HE-19的电阻 箱。关，调节其输出电压为10V，关，调节其输出电压为10V，之后关闭该电源，通过导线将其输出端接至实验线路US两端。3.设置R=100Q，开启稳压电源，用直流电压表按下表中的内容 进行测量，即令RT在01K范围内变化时，分别测出UO、UL及I的 值，并填入表1中。表中UO、PO(=UOXI)分别为稳压电源的输出电压和功率，UL、PL(=ULXI)分别为Rl二端的电压和功率，I为电路的 电流。改变内阻值为Ro=300Q，输出电压US=15V,重复上述测量。表 1 （单

5、位：RQ, U-V, I-mA, P-W）US=1Rl01002003004005001K80VR01= 100Uo0.0054.4003.0522.3341.8901.5800.8800.002UL8.924.506.137.017.597.938.809.98QI91.050.534.625.821.217.99.80.001PO0.445222.200105.60060.21740.06828.2828.6240PL811.720227.250212.098180.858160.908141.94786.240Us=1Rl01002003004005001K85VR02= 300Uo13

6、.8010.458.537.146.165.413.360.001UL0.0013.5715.7527.2408.3039.12211.29014.302QI54.040.131.927.923.120.311.90.001PO745.200419.045272.070199.206142.206109.82339.8940PL0.054143.197183.484201.996191.799185.177134.2510五、实验注意事项、实验前要了解智能电压电流表的使用与操作方法。、在最大功率附近处可多测几点。六、实验结论根据实验结果，说明负载获得最大功率的条件是什么？答：当满足Rl=R0时

7、，负载从电源获得的最大功率为：P= （U一）2 R = （-）2 RMAro + Rll、2Rl七、实验中出现的问题及解决对策:由于实验中险不可能无穷大，所以只能靠多次测量来不断趋近 于无穷，并推测出无穷时的情形。八、本次实验的收获和体会及对电路实验室的意见及建议通过本次实验，我通过理论和实践知道了最大功率传输的条件， 也知道了为什么有时人们不用最大功率传输，比如电力系统的能量传 输，因为在电路处于“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。发电机的内阻是很小的，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 于电源的内阻，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，且都有较大的内阻。而负