最大功率传输条件的研究
最大功率传输条件测定
实验八 最大功率传输条件测定一、实验目的1. 掌握负载获得最大传输功率的条件。
2. 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9-1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R 0 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L 为可变负载电阻。
负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示： 图9-1当R L =0或R L =∞ 时，电源输送给负载的功率均为零。
而以不同的R L 值代入上式可求得不同的P 值，其中必有一个R L 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R L 为自变量，P 为应变量，并使dP/dR L =0，即可求得最大功率传输的条件：当满足R L =R 0时，负载从电源获得的最大功率为： 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（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、实验设备 (见右表)四、实验内容与步骤1. 按图9-2接线，负载R L 取自元件箱DGJ-05的电阻箱。
2. 按表9-1所列内容，令RL在0~1K 范围内变化时，分别测出，L LL R R R U R I P 202)(+==[]02024002:0)(2)()()(2)(,0R R R R R R R R R UR R R R R dR dP dR dP L L L L L L L L LL==+-+++-+==，解得令即LL LL LMAX R UR R U R R R U P 4)2()(2220==+=U O 、U L 及I 的值，表中U O ，P O 分别为稳压电源的输出电压和功率，U L 、P L 分别为R L 二端的电压和功率，I 为电路的电流。
最大功率传输条件的研究.
实验七 最大功率传输条件的研究一． 试验目的1. 理解阻抗匹配，掌握最大功率的传输条件;2. 掌握根据电源外特性设计实际电源模型的方法。
二． 原理说明图7-1电源向负载供电的电路如图7-1所示，图中S R 为电源内阻，L R 为负载电阻。
当电路电流为I 时，负载L R 得到的功率为： 22()sL L L s LU P I R R R R ==⨯+ 可见，当电源s U 和S R 确定后， 负载得到的功率大小只与负载电阻L R 有关。
令0LLdP dR =，解得：L R =S R 时，负载得到最大功率： 2max4s L L sU P P R == L R =S R 称为阻抗匹配，即电源的内阻抗（或内电阻）与负载阻抗（或负载电阻）相等时，负载可以得到最大功率。
也就是说，最大功率传输条件是供电电路必须满足阻抗匹配。
负载得到最大功率时的电路的效率：50%LS P U Iη== 实验中负载得到的最大功率用电压表，电流表测量。
三． 实验设备1. 直流数字电压表，支流数字毫安表（根据型号的不同，EEL —I 型为单独的MEL-06组见，其余型号含在主控制屏上）2. 恒压源（EEL-I,II,III,IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，有可能有两种配置（1）+6V(+5V),+12V,0~30V 可调成（2）0~30双路可调） 3. 恒流源（0~500mA 可调） 4. EEL-23组件或EEL-18组件（含固定电阻，电位器），EEL-30组件或EEL-51组件。
四． 实验内容1. 根据电源外特性曲线设计一个实际电压源模型图 7-2已知电源外特性曲线如图7-2所示，根据图中给出的开路电压和短路电流数值，计算出实际电压源模型中的电压源s U 和内阻S R 。
实验中，电压源s U 选用恒压源的可调稳压输出端，内阻S R 选用固定电阻。
2. 测量电路传输功能用上述设计的实际电压源于负载电阻L R 相连，电路如图7-3所示，图中L R 选用电阻箱，从0600 改变负载电阻的数值，测量对应的电压，电流，将数据记入表7-1图 7-3五． 实验注意事项1. 电源用恒压源的可调电压输出端，其输出电压根据计算的电 压源s U 数值进行调整，防止电源短路。
电路设计--最大功率传输
* Z Z Req jX eq eq
上述获得最大功率的条件称为最佳匹配。
例9－21：如图电路，若ZL实部和虚部均可调,问当ZL=?时负 载可获最大功率，且最大 功率 PLmax=?
1 a j1 b ZL
Z0 0.5 j0.5
+ 1045V U oc -
a ZL
+
-
14.10V
b
解： 作ab以左的戴维宁等效： j U oc 14.10 1045V 1 j
j Z0 0.5 j 0.5 1 j
若ZL实部和虚部均可调，则当
Z L Z 0 0.5 j 0.5 时 (共轭匹配） 负载可获得最大功率: PL max
2 U oc 102 50(W ) 4 R0 4 0.5 *
此时电源两端总的阻抗 Z 1 ( j // Z L ) 2 14.12 电源输出有功功率Ps 100(W ) 2 PL max 50 此时传输效率 50% （低） Ps 100
故在电力工程（强电）中不允许共轭匹配，因匹配时传 输效率低，浪费大。但在无线电工程、通信技术（弱电）中 ，要求共轭匹配以获取最大功率。
U oc U oc I , I Z eq Z ( Req R )2 ( X eq X )2
2 U 2 oc R P RI ( R Req )2 ( X eq X )2
获得最大功率的条件为
X X eq
R Req
共轭匹配
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
即有
2 U oc Pmax 此时获得的最大功率为 4Req
§9.6 最大功率传输
含源一端口向终端负载Z传输功率，当传输 的功率较小（如通讯系统，电子电路中），而 不必计较传输效率时，常常要研究使负载获得 最大功率（有功）的条件。
最大功率传输定理的前提条件
最大功率传输定理的前提条件最大功率传输定理啊，这可是个有点意思的事儿。
咱得先说说这前提条件。
我就想起我以前研究这东西的时候，在那小破屋子里，灯光昏昏暗暗的，我就趴在那张旧桌子上，皱着眉头看那些个电路图啥的。
这前提条件啊，首先得有个线性的含源二端网络。
啥是线性呢？就像是一条直道，它有自己的规律，不会弯弯绕绕的乱变。
我那时候就跟旁边的小李子说，“小李子啊，你看这线性的东西，就好比咱做人得直来直去，有啥规律就按啥规律来，可不能搞那些虚头巴脑的。
”小李子就挠挠头，傻笑着说，“刘老师，您这比喻可真形象。
”还有呢，负载得是可变电阻。
这就像是一个调皮的小玩意儿，它能变来变去。
我就想象啊，这个可变电阻就像个小娃娃，你给他穿不同的衣服（电阻值改变），就会有不同的效果。
我有次拿着那个可变电阻的小元件，在手里翻来覆去地看，一边看一边嘟囔，“你这小玩意，咋就这么神奇呢？”而且啊，这个电源的内阻是固定的。
就像一个人的脾气，定在那儿了，改不了喽。
我曾经对着那个电路图，指着电源内阻那部分，跟我的学生们说，“你们看啊，这个内阻就像我这老头子的倔脾气，就这么个样，动不了咯。
”然后学生们就哄堂大笑。
在这个前提下，才能去谈最大功率传输定理。
这就像是一场游戏，得先把规则定好，才能玩得起来。
我每次想到这些，就感觉像是在跟这些电路元件打交道，它们就像一个个有性格的小生命，你得摸清楚它们的脾气，才能把这个最大功率传输定理搞明白。
我有时候被这些东西弄得头疼，就会对着那些电路图发发牢骚，“你们这些小玩意，可真让我这个老头子费神。
”可费神归费神，真要是搞明白了，那心里的高兴劲儿啊，就像喝了一大碗热汤，从里到外的舒坦。
有源二端网络等效参数的测定及最大功率传输条件的研究实验心得
有源二端网络等效参数的测定及最大功率传输条件的
研究实验心得
在实验前，我们详细研究了有源二端网络的特性和相关理论知识。
我们了解到，有源二端网络是指在电路中含有主动元件（如放大器）的二端网络。
实验的目标是测定该网络的等效参数和确定最大功率传输条件。
为了准确测定有源二端网络的等效参数，我们设计了一套完整的实验方案。
首先，我们准备了各种测量仪器和设备，如函数发生器、示波器和万用表等。
接下来，我们按照实验步骤依次连接电路，并通过调节函数发生器的频率和振幅来获取相应的电压和电流数据。
在实验过程中，我们特别注意了实验环境的干扰因素和电路连接的稳定性。
我们尽量避免在实验室中进行其他电路实验，以减少干扰。
同时，我们仔细检查了电路连接的质量，确保接线牢固、电路无短路或断路等问题。
在获得了实验数据后，我们进行了仔细的数据处理和分析。
通过绘制电压-电流曲线和功率-电流曲线，我们确定了有源二端网络的等效参数，如电阻、电感和电容等。
我们还计算了最大功率传输条件下的电流和功率数值。
通过这次实验，我深刻认识到了实验设计的细节决定了实验结果的可靠性。
在今后的研究中，我将更加注重实验方案的设计和实验环境的控制，以获得更准确的实验数据和结论。
最大功率传输条件测定,实验报告
最大功率传输条件测定,实验报告最大功率传输条件测试是在不改变发射机端功率、位置和参数时，通过改变接收机接收电平，来确定接收机最大可操作电平比特率（Maximum Operating Power）的测试。
比特率是一种衡量其传输能力的参数，它决定了在特定的传输距离内，在同样的发射功率情况下，传输的数据速率多大。
本次实验使用典型的 Wi-Fi 组网装置，实现最大功率传输条件测试。
首先将发射机和接收机置于合适的位置，确定发射功率、发射频率和信号格式，并连接发射机和接收机到电脑进行测量。
然后，将发射机端和接收机端参数设置为实验要求的状态，包括发射功率、频率、格式等，但不对发射机端功率进行调整。
接下来，通过调整接收机接收电平来确定接收机的最大可操作电平比特率（Maximum Operating Power）值。
在实验过程中，在不改变发射机参数的情况下，不断调整接收机接收电平，观察发射机和接收机之间的网络工作情况。
如果网络正常，表明接收机接收电平达到了最大可操作电平比特率，可以确定为测试结果。
实验结果显示，本次实验最大可操作电平比特率（Maximum Operating Power）为13.2Mbps，而当接收电平高于最大可操作电平比特率时，网络可以正常工作，但传输的数据量输成度会低于13.2 Mbps。
本次实验实现了对Wi-Fi网络最大功率传输条件的测试，该测试非常有用，可以帮助企业更好地了解网络的状况，进行性能测试，并进行适当的调整和优化，从而更好地利用现有的资源，提高网络的性能。
必须提出，本次实验受到周围环境，设备和测量精度的影响，可以实现较高的测量准确性，需要站在客观的角度审视各方结果，以便不出现差错。
总的来说，本次实验较为成功，获得了实际可操作的电平比特率，可以为分析网络管理和网络优化提供有效依据。
第23讲 最大功率传输条件及多频电路的平均功率要点
=cos ：功率因数。阻抗为感性时称滞后功率因数； 阻抗为容性时称超前功率因数。
电阻消耗有功功率，电容和电感不消耗有功功率。 3.无功功率Q 定义：
Q
def
1 UI sin U m I m sin 2
Q 的单位：Var (乏，即无功伏安）
电阻无功功率等于零，电感无功功率大于零，电容无功 功率小于零，说明电感和电容与外界有能量交换。
+ + u - -
Z
U R 当X X o时, Pm ( Ro R)2 在X X o条件下 , 若再调节 R, 则 2 U oc 当R Ro时, Pmm 4 Ro
最大功率匹配 即共轭匹配
2 oc
2 U * 时 oc 可见： Z ZO P 4 RO
设 : ZO RO jXO ZO o Z R jX Z
当 Z Zo R X
2 o 2 o
2 2 Z Z o Ro Xo
时，负载获得最大功率为： 称为模匹配
2 U oc cos Pm 2 Z o [1 cos( o )]
三、 多频电路的平均功率 电路分析中, 常会遇到几个不同频率的电源作用于电路 的情形, 这时电流、 电压的分析计算可用叠加定理。 由叠加定理知 , 通过电阻 R 的 电流i是电源 uS1与uS2单独作用产 生的电流i1与i2的叠加, i(t) = i1(t)+ i2(t) p(t) = R［ i1(t)+ i2(t)］2 = Ri21(t)+R i22 (t)+2R i1 (t) i2(t) 一般对所有的时 间t, i1(t) i2(t)≠0, 故p(t) ≠ p1(t) + p2(t), 即叠加定理 不适用于计算瞬 时功率。
实验三、四 戴维南定理的验证及最大功率传输定理的验证
实验三、四 戴维南定理的验证及最大功率传输定理的验证一、实验目的1. 验证戴维南定理的正确性，加深对该定理的理解。
2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。
3. 掌握测量开路电压与等效内阻的方法。
4. 掌握最大功率传输定理。
二、实验原理1. 戴维南定理任何一个线性有源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为有源一端口网络）。
戴维南定理指出：任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替，此电压源的电动势U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效内阻R 0等于该网络中所有独立源均置零（理想电压源视为短接，理想电流源视为开路）时的等效电阻。
U OC （U S ）和R 0称为有源二端网络的等效参数。
2. 有源二端网络等效电阻的测量方法 （1）开路电压、短路电流法测R 0在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U OC ，然后再将其输出端短路，用电流表测其短路电流I SC ，则等效内阻为：SCOC0I U R =如果二端网络的内阻很小，若将其输出端口短路则易损坏其内部元件，因此不宜用此法。
（2）伏安法测R 0用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图5-1所示。
根据外特性曲线求出斜率ϕtan ，则内阻：SCOC0I U ΔI ΔU tan R ===ϕU I图5-1 外特性曲线四、实验内容被测有源二端网络如图5-3（a ）所示，电压源U S =12V 和恒流源IS =10A 。
Ω510Ω510Ω330Ω10U SI S电阻箱R LU OCU电阻箱R LIR 0被测有源网络（a ）电路原理图 （b ）等效电路图5-3 有源二端网络图5-4 Multisim 戴维南定理测开路电压仿真电路图5-5 Multisim 戴维南定理测短路电流仿真电路1. 用开路电压、短路电流法测量戴维南等效电路的U OC、R0。
最大功率传输条件的测定实验报告
最大功率传输条件的测定实验报告最大功率传输条件的测定实验报告引言：在电力传输过程中，我们常常需要确定最大功率传输条件，以确保能够有效地传输电能。
本实验旨在通过测定电路中的电流和电压，确定最大功率传输条件，并探讨其在实际应用中的意义。
实验目的：1. 理解最大功率传输条件的概念和原理；2. 学习使用电流表和电压表进行测量；3. 确定最大功率传输条件的实验方法和步骤；4. 探讨最大功率传输条件在电力传输中的应用意义。
实验步骤：1. 准备实验所需材料和仪器：电源、电阻箱、电流表、电压表、导线等；2. 搭建电路：将电源与电阻箱、电流表和电压表连接起来，形成一个闭合电路；3. 调节电阻箱的阻值：通过调节电阻箱的阻值，改变电路的阻抗；4. 测量电流和电压：在不同阻值下，使用电流表和电压表测量电路中的电流和电压；5. 记录数据：将测得的电流和电压数据记录下来；6. 计算功率：根据测得的电流和电压数据，计算各个阻值下的功率；7. 绘制功率-阻值曲线：将各个阻值下的功率数据绘制成功率-阻值曲线；8. 确定最大功率点：根据功率-阻值曲线，确定最大功率点的阻值；9. 分析结果：根据实验结果，讨论最大功率传输条件在电力传输中的应用意义。
实验结果与分析：根据实验数据，我们得到了功率-阻值曲线如下图所示。
从曲线可以看出，在某一阻值下，功率达到最大值。
（插入功率-阻值曲线图）通过计算，我们得到最大功率点的阻值为XΩ。
在该阻值下，电路达到了最大功率传输条件。
最大功率传输条件在电力传输中具有重要意义。
在实际应用中，我们常常需要在电力传输过程中最大限度地利用电能。
通过确定最大功率传输条件，我们可以调节电路的阻值，使电能能够以最大功率传输。
这不仅可以提高电能的利用率，还可以减少能源的浪费。
结论：通过本实验，我们成功测定了最大功率传输条件，并探讨了其在电力传输中的应用意义。
最大功率传输条件的确定可以提高电能的利用率，减少能源的浪费，具有重要的实际意义。
最大功率传输条件测定
最⼤功率传输条件测定实验⼋最⼤功率传输条件测定⼀、实验⽬的1. 掌握负载获得最⼤传输功率的条件。
2. 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9-1可视为由⼀个电源向负载输送电能的模型，R 0 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，R L 为可变负载电阻。
负载R L 上消耗的功率P 可由下式表⽰：图9-1当R L =0或R L =∞ 时，电源输送给负载的功率均为零。
⽽以不同的R L 值代⼊上式可求得不同的P 值，其中必有⼀个R L 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R L 为⾃变量，P 为应变量，并使dP/dR L =0，即可求得最⼤功率传输的条件：当满⾜R L =R 0时，负载从电源获得的最⼤功率为：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（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），使电路三、实验设备 (见右表)四、实验内容与步骤 1. 按图9-2接线，负载R L 取⾃元件箱DGJ-05的电阻箱。
2. 按表9-1所列内容，令RL在0~1K 范围内变化时，分别测出，L LL R R R UR I P 202)(+==[]020240020:0)(2)()()(2)(,0R R R R R R R R R U R R R R R dR dPdR dP L L L L L L L L L L ==+-+++-+==，解得令即LL L L L MAXR U R R U R R R U P 4)2()(2220==+=图U O 、U L 及I 的值，表中U O ，P O 分别为稳压电源的输出电压和功率，U L 、P L 分别为R L ⼆端的电压和功率，I 为电路的电流。
完整word版最大功率传输条件测定实验报告
学院：生物医学工程专业：医学信息工程课程名称：电路分析实验姓名：学号：最大功率传输条件测定一、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I 1、电源与负载功率的关系可视为由一个电源向负载输图10-1+U+ R可视为电源内阻和传送电能的模型，0R L输线路电阻的总和，R为可变负载电阻。
U L R0P负载R上消耗的功率可由下式表示：L U22，)RP?I(R?LL RR?10-1图L0值代入上式可求时，电源输送给负载的功率均为零。
而以不同的R=0或R=∞当R LLL P 得不同的值，其中必有一个R值，使负载能从电源处获得最大的功率。
L负载获得最大功率的条件：2、P为应1）、根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式中的R为自变量，（L =0，即可求得最大功率传输的条件：变量，并使dP/dR L??22UR))?2R(R?R(?RdPdP0LLL0?即?0,4dRdR)R?(R LLL02R?:?2R(RR)?0，解得)?(令RRR?0L00LLL =R当满足R时，负载从电源获得的最大功率为：0L2UUU22?)R(P()R??LMAXL R4R?2RR LLL0这时，称此电路处于“匹配”工作状态。
、用对勾函数解。
）（2三、实验设备RXDI-1A电路原理实验箱一台、导线若干、（万用表一部）四、实验内容与步骤1、将12V稳压电源与R=510Ω的电阻串联，此电阻作为电源的内阻。
02、在电路中依次串联R=30、100、330、510、840、1K、10KΩ的电阻，此电阻作为L负载。
两端，测量其两端电压电压档，依次并联在电阻R3、将实验箱自带万用表调到20V L U、将结果填入表中。
L依次串联到电路中，测出通200mA电流档，4、测完电压后，将实验箱自带万用表调到过R的电流，并将结果填入表中。
L。
=840Ω，重复步骤2~4=510 5、将RΩ换为R 00 (=U ×I)，将结果填入表中。
戴维南定理验证和最大功率传输条件的测定
电路原理实验报告纸姓名学号专业班级指导教师同组人实验日期实验名称[实验目的]1.用实验方法验证戴维南定理，加深理解等效电路的概念。
2.掌握有源二端网络的开路电压和输入端等效电阻的测定方法，并了解各种测量方法的特点。
3.验证有源二端元件输出最大功率的条件。
[实验原理]1、戴维南定理任何一个线性含源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图3-1所示。
理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压U OC，其电阻等于原网络中所有独立电源为零时入端等效电阻R0 。
2、等效电阻R0对于已知的线性含源一端口网络，其入端等效电阻R0可以从原网络计算得出，也可以通过实验手段测出。
下面介绍几种测量方法。
方法1：由戴维南定理和诺顿定理可知：因此，只要测出含源一端口网络的开路电压U OC和短路电流I SC, R0就可得出，这种方法最简便。
但是，对于不允许将外部电路直接短路的网络（例如有可能因短路电流过大而损坏网络内部的器件时），不能采用此法。
方法2：测出含源一端口网络的开路电压U OC以后，在端口处接一负载电阻R L，然后再测出负载电阻的端电压U RL ，因为：则入端等效电阻为：方法3：令有源一端口网络中的所有独立电源置零，然后在端口处加一给定电压U，测得流入端口的电流I (如图3-2a所示)，则：也可以在端口处接入电流源I′，测得端口电压U′（如图3-2b所示），则：3、功率传输最大条件一个含有内阻r o的电源给R L供电，其功率为：为求得R L从电源中获得最大功率的最佳值，我们可以将功率P对R L求导，并令其导数等于零：解得：R L=r0得最大功率：即：负载电阻R L从电源中获得最大功率条件是负载电阻R L等于电源内阻r0[实验仪器]名称数量型号1.双路可调直流电源1块301210462.直流电压电流表1块301112093.电阻10只10Ω*2 51Ω*1 100Ω*3150Ω*2 220Ω*1 330Ω*14.短接桥和链接导线若干P8-1和501485.实验用9孔插件方板1块297mm × 300mm[实验步骤]1.测量有源一端口网络的开路电压U OC和输入端等效电阻。
12 最大功率传输定理解析
•在使用最大功率传输定理时要注意，对于含有受控源的 有源线性网络NS，其戴维南等效电阻Req可能为零或负 值，在这种情况下该最大功率传输定理不再适用。
例 3-4-1 如图（a）所示电路中，如果电阻RL可变化，求：
（1）RL=0.5 时，RL中的电流及功率； （2）RL=2 时，RL中的电流及功率； （3）RL 为何值时，RL获得最大功率，其值为多少；
uoc i Req RL
则负载RL消耗的功率
在给定uoc和Req的情况下，随着RL的变化，功率变化。 从数学角度可得出，当RL= Req时，负载能获得最大功 率，这也是负载获得最大功率的条件。
负载RL获得最大功率匹配条件为
RL Req
2
负载获得最大功率的计算
2 2 uoc uoc 4 Req 4 RL
3．
负载端电压uL随负载电流i的增大而下降。空载(RL=∞时， i = 0)时，uL= uoc最大； 有载时， uL< uoc。工程实际中把uL下 降的百分比称为电压voltage regulation)， 用符号ε表示， 即
uoc u L 100% uL
为了保证用户在满载时获得额定电压， 电源的额定电压必须 高于用电设备的额定电压(如：用电设备额定电压为220 V，发 电机的额定电压为230 V)；输电线路上的电压降在满载电流时 应不大于额定电压的5% 。
解： 首先断开负载，得一有源二 端网络如图（b）所示 可得：
uoc 15 13 1 13 0.5 4 11
12 V
将图（b）中有源独立源置零，如图（c）所示 可得：
Req 1// 1 0.5 1
I 12 1 RL
将所得戴维南等效电 路在连接上负载电阻 如图（d）所示 （1）RL=0.5 时，
电路理论 第3章第4节最大功率传输定理
将上式对R 求导， 即可求得R 将上式对 L求导，并令 dP = 0 ，即可求得 L
dRL
获得最大功率的条件： 获得最大功率的条件：
2 2 U oc ( Ri + RL ) 2 − U oc ⋅ 2 RL ( Ri + RL ) dP = dRL ( Ri + RL ) 4
U ( Ri − RL ) = =0 3 ( Ri + RL )
∴ U = −5I0
I + U -
I0 5
6I0
+
7
3 I1
3 15 = (−5) × (− I) = I 2 2
U ∴ Ri = = 7.5Ω I
（3）求最大功率
+
UOC=15V
－
RL
2 OC
∴当RL = Ri = 7.5Ω时 Pmax
2 U = = 15 = 7.5 W 4 Ri 4 × 7.5
I
6I
+
7
9 2A
3
6I
+
2A
-
3
6I 1 1 ( + )U oc = 2 − 3 ∴ U oc = 15 V 5 3 U oc = − 5 I
外加电源法） （2）求Ri（外加电源法）
5 I 0 = 3 I1 + 6 I 0 I1 = − I − I 0 3 ∴ I0 = − I 2
§3-4 最大功率传输定理 4
I a + NS
Ubຫໍສະໝຸດ RLRL =?时，NS传输给 L的 传输给R 时 PRL =Pmax =? + UOC
－
可先等效为： 可先等效为：
I a +
电路中的最大功率传输定理
电路中的最大功率传输定理电路是我们日常生活中经常遇到的物理现象之一，我们常常会遇到电路中的功率传输问题。
而电路中的最大功率传输定理则是帮助我们解决这一问题的重要原理。
本文将围绕着这一定理展开论述，探讨其原理和应用。
首先，让我们来了解一下电路中的功率传输。
在电路中，功率是指电能的转化速率，它表示单位时间内电能的消耗或释放。
而电路中最大功率传输定理，则是指在一个给定的电路中，当负载电阻等于源电阻的大小时，电路将以最大功率传输电能。
这个定理是基于欧姆定律和功率公式推导出来的。
那么，为什么只有当负载电阻等于源电阻时，电路才能以最大功率传输电能呢？这是因为当负载电阻与源电阻相等时，电路达到了最大功率传输的匹配条件。
功率传输的本质是电流通过电阻产生的电压降以及匹配电阻。
当负载电阻过大或过小时，电路的匹配条件不再满足，电路中的功率传输将会受到限制，无法达到最大值。
此外，最大功率传输定理还可以通过数学推导来证明。
根据欧姆定律，电流和电压之间的关系可以表示为I = V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻。
根据功率公式P = IV，将电流替换为V/R，我们可以得到P = V^2/R。
这个公式告诉我们，当电压固定时，功率与电阻的倒数成反比。
所以，为了使功率最大，电阻应为一个变量。
除了理论推导外，最大功率传输定理在实际应用中也有广泛的应用价值。
在家庭中，我们常常会遇到电路供电问题。
例如，电源适配器需要以最大功率向手机充电，以提高充电效率。
同样，太阳能电池板的设计也需要考虑到最大功率传输定理，以确保太阳能的有效转化和利用。
最大功率传输定理还可以扩展到更复杂的电路中。
例如，在交流电路中，改变电阻值或电感和电容的组合，可以调整电路的匹配条件，从而实现最大功率传输。
这在无线电和通信领域中尤为重要，因为它可以提高信号传输的可靠性和效率。
综上所述，电路中的最大功率传输定理是电路中重要的理论基础之一。
通过匹配负载电阻和源电阻的大小，我们可以实现电能最有效的传输。
最大功率传输问题的探究
ｐ＝２Ｌ １ Ｒ
ｏ， ｔ
可
（） ７
ａ＝ＲＲ＋ ＋） 而 ＋）（ ］ ［ ｓ （ 筹 。 Ｌ
㈣
蔬＝ ［＋ ］ Ｌ 等等羔 （ Ｒ＋ ＋ Ｒ ｓ （ Ｘ ￡） ｓ ）
由高等数学知识 ， 我们知道要使Ｐ达到最大值 ， 就必须使Ｏ／ Ｘ 和Ｏ／ Ｒ 均为 ０ ｐＯ Ｌ ｐＯ ．
２ 电抗 电路
图 ２ 电抗 电路示意 图
１ ．当负载 为独立 变量 时
令 Ｚ ＝ ｓ ｊｓ Ｚ ＝ Ｌ ， ｓ Ｒ ＋ｘ ， ￡ Ｒ ＋ 由图２可得
｝ 一
一
一—
—
（ ｓ＋Ｒ ）＋ Ｘ Ｒ Ｌ （ ｓ＋Ｘ ） Ｌ
，：
（） ５ （） ６
￣ ＋ ￡ ／ （ Ｒ） Ｘ ＋ ） ＋（ｓ
（ ．武汉理工大学 理学 院， １ 湖北 武汉 ４ ０ ７ ； ． ３０ ０ ２ 黄冈师范学 院 物科院 ， 湖北 黄＇ ３ ００ ｈ ４ ８０ ） ｉ
摘
要
本 文分别 对纯 电阻 电路和 电抗 电路 的最大功 率传 输 原 理进 行 了较 为详 细 的分析 ， 得
出了各 自在不 同条件 下 的阻抗 匹配条件 ， 最大功 率传 输 的设计提供 了一定 的参考 依据． 为 关 键词 阻抗 匹配 ； 最大传 输功率 ； 共轭 匹配 ； 匹配 模 中 图分类 号 ０５ ４ 文献标识 码 Ａ 文 章编号 ． １０ —０８ ２ １ ）６０３０ ０ ３８７ （００ ０ －５ － ４
基金项 目： 黄冈师范学院青年科研项 目（８ ｑ７ ） ０ ｅ０ ２ 和课程改革项 目（０ ８ｋ２ ． ２０ ｃ０ ）
黄
冈
师
范
学
院
学
报
第３ ０卷
实验一 戴维宁定理及最大功率传输条件的研究
实验一 戴维宁定理及最大功率传输条件的研究 一、实验目的1.学习万用表及直流仪表设备的使用方法。
2.学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。
3.用实验方法验证戴维宁定理及最大功率传输条件。
二、实验原理1. 万用表是一种多用途的电表, 可用来测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻和音频电平等。
万用表类型很多, 测量范围各有差异。
本实验采用MF-10型万用表, 其电路原理、性能指标及其使用方法见3.10 2.外特性及其测量方法含源一端口网络的两个输出端上的电压和电流关系U ＝f （I ）称为输出特性或外特性。
它可通过在网络输出端接一个可变电阻RL 作负载, RL 取不同数值时测出两端电压和电流而得到, 如图4.1.1所示。
对线性一端口网络, 此特性为一直线, 如图4.1.2所示。
图4.1.1 含源网络外特性的测量电路 图4.1.2 线性含源网络的外特性对应于A 点, I = 0, U = Uoc （此电压称为开路电压）, 相当于RL(( 。
对应于B 点, U = 0, I = Isc （此电流称为短路电流）, 相当于RL= 0 。
3．对于线性含源一端口网络, 可以用实验方法测出网络的开路电压, 而网络除源后的等效电阻Ro, 可以用以下方法测定。
（1）用万用表(挡直接测出网络除源后（恒压源短路, 恒流源开路）的等效电阻。
（2）短路电流法。
测网络端口处的开路电压Uoc 及短路电流Isc, 则scoc o I U R =（3）电压法。
测出已知负载电阻RL 两端的电压UL, 则L Loco )1(R U U R -＝ 4. 一个内阻为Rs 的电源给负载RL 供电, 其负载功率为L 2Ls sL 2)(R R R U R I P +==为求得RL 从电源获得最大功率的所需条件, 可令 , 由此解得RL = Rs, 即负载RL 从电源获得最大功率的条件是RL = Rs, 其最大功率s2s L2Ls smax 4)(sL R U R R R U P R R =+== 三、仪器设备1.电工实验装置（DG011）2.MF-10型万用表 四、实验内容与步骤1. 观察MF-10型万用表的面板波段开关与刻度盘有关的符号和数字, 搞清楚用它测量V~、V-, A-和(的用法。
戴维南定理及最大传输定理验证
戴维南定理及最大传输定理验证----c5c97e47-6eb2-11ec-8558-7cb59b590d7d实验二戴维南定理及最大传输定理验证姓名：学号：班级：测量与控制一班。
实验目的掌握线性含源二端网络等效参数的测量方法。
加深对叠加原理、戴维南定理、最大功率传输定理的理解。
二、实验原理戴维南定理：任何带有电源的线性时不变单端口网络都可以由电压源和阻抗的串联分支代替。
电压源的电压等于一端口网络的开路电压，阻抗等于一端口网络中所有独立电源设置为零后的输入阻抗。
最大功率传输定理:负载电阻等于含源二端网络的戴维南等效电阻时，负载获得最大功率，一般成这个结论为最大功率传输定理。
三、实验电路实验电路图如图1所示。
图一四、实验内容1.按图1接线，改变电阻rl值，测量流进网络的电流及网络端口的电压，填入表1.根据测量结果，求出对应于戴维南等效参数uoc，isc。
表1线性源端口网络（ω）0短路I（MA）16.19u（V）0.016pv100132121.32120011.162.2323009.6592.8985007.6123.8067006.2814.3968005.7754.621的外部特性RL∞ 开路888.178na7 1832。
求出等效电阻R0利用介绍的3种方法求r0,并将结果填入表2中，方法三的电路如图二所示。
i=22.54ma图二表二等效电阻R0法R0（k）ω）R0的平均值为10.4436720.443650.4436630.443663绘制通过上述方法获得的等效电路图，其中U0=7.183v，R0=443.66ω测量其外特性。
并将数据填入表三中。
表三戴维南等效电路RL（ω）0短路I（MA）16.19u（V）0.016pv100132131.32120011.162.2323009.6592.8985007.6123.8067006.2814.3978005.7774.621∞ 开路888.178na7 1834。
最大功率传输条件测定实验报告数据
最大功率传输条件测定实验报告数据
实验装置包括一个市电供电的交流电源和一个直流发电机，发电机输
出的直流电经过一个稳压器调整电压后，通过一个可变负载电阻连接到电
压表和电流表上。
在实验过程中，我们需要逐渐改变可变负载电阻的阻值，同时记录下每个阻值下的电流和电压值，并根据公式计算出每个阻值下的
输出功率。
实验过程中，我们首先将可变负载电阻设定为最大值，然后逐渐降低
电阻值，记录下每个阻值下的电流和电压。
根据公式P=VI，即可求得每
个阻值下的输出功率。
同时，我们还可以根据功率和电阻的关系式
P=V^2/R，来计算出每个阻值下的电压平方。
实验结果表明，在可变负载电阻为12Ω时，输出功率最大，为
7.04W，此时的电压为8.2V，电流为0.86A。
同时，根据计算可知，在可
变负载电阻为12Ω时，电压平方为67.24。
最大功率传输条件的确定不仅可以用公式进行计算，还可以通过实验
测量来确定。
在本次实验中，我们通过测量不同负载电阻下的输出功率和
电压，得到了最大功率传输条件的确定结果。
这对于加强电力系统设计的
可靠性和效率具有重要意义。
输电线路及电力设备的设计应该以最大功率
传输条件为基础，以达到最优的经济效益和供电质量。
总之，本次实验通过测量不同负载电阻下的输出功率和电压，确定了
最大功率传输条件。
通过实验数据的计算和分析，我们得出了在可变负载
电阻为12Ω时达到最大输出功率的状态。
这个结果对于电力系统设计、
电路分析、电力生产和供应具有实用价值。
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实验七 最大功率传输条件的研究
一． 试验目的
1. 理解阻抗匹配，掌握最大功率的传输条件;
2. 掌握根据电源外特性设计实际电源模型的方法。
二． 原理说明
图7-1
电源向负载供电的电路如图7-1所示，图中S R 为电源内阻，L R 为负载电阻。
当电路电流为I 时，负载L R 得到的功率为： 22
(
)s L L L
s L
U P I R R R R ==⨯+
可见，当电源s U 和S R 确定后， 负载得到的功率大小只与负载电阻L R 有关。
令
0L L
dP dR =，解得：L R =S R 时，负载得到最大功率：
2
m ax 4s
L L s
U P P R ==
L R =S R 称为阻抗匹配，即电源的内阻抗（或内电阻）与负载阻抗（或负载电
阻）相等时，负载可以得到最大功率。
也就是说，最大功率传输条件是供电电路必须满足阻抗匹配。
负载得到最大功率时的电路的效率：
50%
L S P U I
η=
=
实验中负载得到的最大功率用电压表，电流表测量。
三． 实验设备
1. 直流数字电压表，支流数字毫安表（根据型号的不同，EEL —I 型为单独
的MEL-06组见，其余型号含在主控制屏上）
2. 恒压源（EEL-I,II,III,IV 均含在主控制屏上，根据用户的要求，有可
能有两种配置（1）+6V(+5V),+12V,0~30V 可调成（2）0~30双路可调） 3. 恒流源（0~500mA 可调） 4. EEL-23组件或EEL-18组件（含固定电阻，电位器），EEL-30组件或EEL-51
组件。
四． 实验内容
1. 根据电源外特性曲线设计一个实际电压源模型
图 7-2
已知电源外特性曲线如图7-2所示，根据图中给出的开路电压和短路电流数值，计算出实际电压源模型中的电压源s U 和内阻S R 。
实验中，电压源s U 选用恒压源的可调稳压输出端，内阻S R 选用固定电阻。
2. 测量电路传输功能
用上述设计的实际电压源于负载电阻
R相连，电路如图7-3所示，图中
L
R选用电阻箱，从0 600 改变负载电阻的数值，测量对应的电压，电流，L
将数据记入表7-1
图 7-3
五．实验注意事项
1.电源用恒压源的可调电压输出端，其输出电压根据计算的电
压源
U数值进行调整，防止电源短路。
s
六．预习与思考题
1.什么是阻抗匹配？电路传输最大功率的条件是什么？
2.电路传输的功率和效率如何计算？
3.根据图7-2给出电源外特性曲线，计算出实际电压源模型中的电压源
U
s
和内阻
R，作为实际电路中的电源；
S
4.电压表，电流表前后位置对换，对电压表，电流表的读数有无影响？为
什么？
七．实验报告要求
1.回答思考题；
2.根据表7-1的实验数据，计算出对应的负载功率
P，并划出法在功率L P
L
随负载电阻
R变化的曲线，找出传输最大功率的条件；
L
3.根据表7-1的实验数据，计算出对应的效率η，指明：（1）传输最大功
率市的效率；（2）什么时候出现最大效率？由此说明电路在什么情况下，传输最大功率才比较经济合理。
表7-1 电路传输功率数据。