研究电源的输出功率与电源效率实验方法
电源的功率和效率
RP电源的功率和效率⑴电功率：①电源的功率（电源的总功率）P E =EI②电源的输出功率P 出=UI③电源内部消耗的功率P r =I 2r 电源的输出功率，rE r R /)r R (E )r R (R E P 4422222≤+-=+= 电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示， 而当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，为rE P m 42=。
⑵电源的效率：rR R E U P P E +===η（最后一个等号只适用于纯电阻电路） 1.已知如图，E =7V ，r =1Ω，R 1=3Ω， R 2=3Ω,R 3=3Ω。
求：（1）R 2的功率（2）电源输出功率（3）总功率？2、已知如图，E =6V ，r =4Ω，R 1=2Ω， R 2的变化范围是0－10Ω。
求：①电源的最大输出功率；②R 1上消耗的最大功率；③R 2上消耗的最大功率。
3、电源由6个电动势E=1.5V ，内电阻r 0=0.1Ω的电池串联而成，R 1=4.4Ω，R 2=6Ω，R 2的额定功率为3.84W ，变阻器R 3开始放在阻值12Ω处，求：通过电阻R 2的电流和此时电源的输出功率？07年1月北京市崇文区期末统一练习1.如图所示电路，电源电动势E 为6V ，内阻r 为2Ω，电阻R 为8Ω，电动机M 线圈电阻R M 为2Ω。
当开关S 闭合时，电阻R 消耗的电功率为2W ，则动机输出的机械功率是（ ）A ．0.5WB ．1.5WC ．2WD ．3.56W07年上海虹口区教学质量检测三2.如图所示电路，R 1为变阻器，R 2为定值电阻，r 为电源内阻，且r >R 2。
若R 1上的电功率为P 1，R 2上的电功率为P 2。
以下叙述中正确的是（）(A) 要使P 1与P 2的和最大，必须使R 1=r －R 2。
(B) 要使P 1最大，必须使R 1= R 2+r 。
(C) 要使P 2最大，必须使R 2= R 1+r 。
(D)（P 1+ P 2）的最大值，由ε和r 决定。
直流稳压电源实验中的电源效率与能耗分析
直流稳压电源实验中的电源效率与能耗分析一、引言直流稳压电源是电子设备中常用的电源供应方式之一。
在实验过程中，了解电源的效率和能耗对于正确评估电源性能以及合理利用能源非常重要。
本文将详细分析直流稳压电源实验中的电源效率和能耗，并探讨如何提高电源效率和降低能耗。
二、电源效率分析电源效率是指电源输出功率与输入功率之比，通常以百分比表示。
电源效率越高，能量转换的损耗越小，电源的效能越高。
在直流稳压电源中，电源效率可以通过以下公式计算：电源效率（%）=（输出功率/输入功率）× 100%在实验中，我们可以通过测量直流稳压电源的输入功率和输出功率来计算电源效率。
输入功率可以通过测量电源的输入电流和输入电压来计算，输出功率则通过测量负载电流和输出电压来计算。
三、能耗分析能耗是指电源所消耗的能量，通常以单位时间内消耗的能量量来衡量，单位为瓦特（W）或千瓦时（kWh）。
在直流稳压电源实验中，能耗可以通过以下公式计算：能耗（W）= 输入功率 ×实验时间通过测量实验过程中电源的输入功率和实验时间，可以计算出电源的能耗。
四、提高电源效率的方法1. 选择高效的电源变换器：电源变换器的效率对整个直流稳压电源的效率有很大影响。
选择高效率、低损耗的电源变换器能够提高电源的效率。
2. 控制电源负载：合理控制电源的负载能够减少能量的损耗。
在实验中，负载的变化会影响电源的效率，因此需要根据实验需求合理选择负载。
3. 使用节能元件：选择低功耗、高效率的电子元件能够帮助提高电源的效率。
五、降低能耗的方法1. 控制实验时间：合理控制实验时间能够减少电源的能耗。
在实验结束后及时关闭电源，减少不必要的能量消耗。
2. 优化实验设置：合理设置实验参数以及实验条件，避免产生不必要的能量损耗。
3. 使用节能设备：选择低能耗的电子设备和元件，减少系统能耗。
六、实验数据分析通过对多组实验数据的收集与分析，我们可以得出以下结论：（此处应给出实验数据和具体结论）七、结论直流稳压电源实验中的电源效率和能耗对于正确评估电源性能和合理利用能源非常重要。
4、电源的有效功率及效率
R r
Pm
E2R2Fra bibliotekR r
4Rr
2
E2 E2 4r 4r
可见电源输出功率随外电阻变化的图线如图所示， P出 而当内外电阻相等时， 2 Pm E 电源的输出功率最大为
4r
O r R
⑵电源的效率：
（最后一个等号只适用于纯电阻电路）
P U R PE E R r
解:1.将R看作内电阻的一部分,则 r1=r+R=100 Ω, 当R0 =100 Ω时,
可变电阻的消耗热功率最大为 P=E2/4r1=25/400=1/16 w 2. R上消耗的热功率最小,则 电流最小,总电阻最大,
E=5V
r=10 Ω
R0
R=90 Ω
P=[E/(R0+R+r)]2 (R+r)=0.01w
一、电源的工作特性
1、电源的输出电流与外电路电阻
E I= ． R +r
E E
2、电源的路端电压与外电路电阻
RE U= ． R +r
E E
3、电源的路端电压与输出电流
U E Ir
E E
E/2r
E/r
4.电源的功率和效率 ①电源的总功率 PE=EI ⑴功率： ②电源的输出功率P出=UI ③电源内部消耗的功率Pr=I 2r 电源的输出功率，P
例1:如图所示直线A为电源的U--I图线,直线B为电阻的 U--I图线,用该电源和该电阻组成闭合电路,则电源的输 出功率和电源的效率分别是: （ ） A. 4W, 33% B. 2W, 33.3% C. 2W, 67% D. 4W, 67% 解:由图线可知R =1 Ω, E=3V r=0.5
虚线和坐标轴所包围的面积等于输出功率,
电源工作分析实验报告
电源工作分析实验报告1. 实验目的本实验的目的是分析电源的工作原理和性能，深入了解电源的输出特性和效率。
2. 实验装置与原理2.1 实验装置本实验所用的装置包括：- 直流电源（可调节电压和电流）- 电子负载- 示波器- 多用万用表- 接线板和导线2.2 实验原理电源是将交流电转换成所需的直流电并提供给电子设备的装置。
在实验中，我们将通过调节直流电源的电压和电流以及加载电子负载来模拟实际电子设备的工作情况。
实验中使用的示波器能够将电源的输出波形显示在屏幕上，方便我们观察和分析。
而多用万用表用于测量电源输出的电压和电流等参数。
3. 实验步骤3.1 搭建实验电路1. 将直流电源连接到电子负载的输入端。
2. 将示波器的探头连接到电子负载的输出端。
3.2 测量电源输出电压和电流1. 打开直流电源，并调节电压和电流值为所需的实验数值。
2. 使用多用万用表分别测量电源的输出电压和电流，并记录下来。
3.3 分析电源的输出特性和效率1. 观察示波器上的波形，分析波形的稳定性和纹波。
2. 根据测量的电源输出电压和电流值，计算电源的输出功率。
3. 计算电源的效率，即输出功率与输入功率的比值。
4. 实验结果与分析通过实验测量和计算，得到了电源的输出电压、电流和功率等数据。
根据这些数据，我们可以进行以下分析：4.1 输出特性分析根据示波器上的波形，我们可以评估电源输出的稳定性。
如果波形太过分散或有明显的纹波，则说明电源的稳定性较差；反之，如果波形比较平稳，则说明电源的稳定性良好。
4.2 效率分析通过计算电源的输出功率和输入功率的比值，我们可以评估电源的效率。
电源的效率越高，代表着电源能够更好地将输入的电能转换为有用的输出功率，不会浪费太多的电能。
5. 实验总结本实验通过分析电源的输出特性和效率，使我们更深入地了解了电源的工作原理。
同时，通过实验过程中的测量和计算，我们也更加了解了电源的参数和性能。
这对于我们合理选择和使用电源具有重要意义。
电源分析与测试方法
电源分析与测试方法一、电源分析方法：1.恒压源分析：恒压源在电子产品中常常用于为电子设备提供稳定的电压。
分析恒压源时，需要测量其输出电压和电流，并计算其负载调整能力和纹波、噪声等参数。
常用的测试方法有峰峰值法、均方根法和频谱分析法。
峰峰值法：使用示波器测量恒压源输出电压的最大值和最小值，并计算其差值即为输出电压的峰峰值。
峰峰值越小，表示恒压源的输出电压稳定性越高。
均方根法：使用示波器测量恒压源输出电压的均方根值。
均方根值越小，表示恒压源的输出电压稳定性越高。
频谱分析法：使用频谱分析仪测量恒压源输出电压的频谱，通过分析频谱图来评估恒压源的纹波等参数。
频谱中的高频分量越小，则恒压源的输出电压纹波越小。
2.恒流源分析：恒流源在电子产品中常常用于为电子设备提供稳定的电流。
分析恒流源时，需要测量其输出电压和电流，并计算其负载调整能力和纹波、噪声等参数。
常用的测试方法有峰峰值法、均方根法和频谱分析法，与恒压源的分析方法相似。
3.开关电源分析：开关电源是电子产品中常用的高效率电源。
分析开关电源时，需要测量其输出电压和电流，并计算其负载调整能力、效率、纹波、噪声等参数。
常用的测试方法有输出电压调整率测试、效率测试、频谱分析等。
输出电压调整率测试：改变开关电源的负载情况，测量在恒定负载到变化负载过程中，开关电源输出电压的调整速度。
效率测试：使用功率分析仪测量开关电源的输入功率和输出功率，计算开关电源的效率。
效率越高，表示开关电源的能量转换效率越高。
频谱分析：使用频谱分析仪测量开关电源输出电压的频谱，通过分析频谱图来评估开关电源的纹波等参数。
二、电源测试方法：1.输入电压范围测试：测试电源的输入电压范围，包括额定输入电压和过压/欠压保护范围。
使用电源测试仪对电源进行输入电压的扫描，观察电源的输出电压变化。
2.静态负载测试：将电源连接到静态负载上，使用示波器测量电源的输出电压和电流，并计算其负载调整能力和输出功率。
3.动态负载测试：将电源连接到动态负载上，使用示波器测量电源的输出电压和电流，并观察其响应时间和输出电压的稳定性。
实验六 研究电源的输出功率与电源外电路负载的关系 高杨
实验六研究电源的输出功率与电源外电路负载的关系一．实验目的1.在研究分析的基础上熟悉实验并且能指导学生2.通过实验能指导学生如何处理数据分析实验的能力二．实验原理闭合电路及欧姆定律的应用三．实验器材学生电源、电阻箱、直流电压表、直流电流表、电阻器、导线、单刀开关。
四．研究电源的输出功率用U~I曲线来求出电动势E和内阻r，然后计算出电源的最大输出功率，做出P~R和η~R之间的关系。
五．实验方法如图的接好电路:1.安如图连接电路2.用学生电源12v或14v电源3.依次改变外电阻的阻值R根据测量的u与I的关系求出电源的电动势E和内阻r，根据E;r求出电源的最大输出功率p=E2/4r,4.根据数据求出p出—R的图像比较r和R0的关系5.求负载变化时求电源的输出功率和R的关系六．数据记录及处理(一)外接法：1.数据记录：2.通过数据做出u~I曲线如下：3.图中知道内阻为9.04Ω，电动势为11.9 V；4.电源最大输出功率：P max =1.86W5.作P出~R曲线如图:我们从功率电阻图中可以看出，当电阻为R0=22Ω时为最大，足以见得在误差范围内当外电阻等于内电阻时功率最大。
证明：P出=I2R=(R/(R+R)2 )ε 2P max = E2/4r,所以：R=r6.η~R的图像曲线我们知道η=u外/E电源我们等到的曲线如图:我们看到随着R的增加效率是增加的。
当η=50%时，在误差范围内R0 =r;证明：η=u外/E电源=IR/(I(R+r))=1/2所以：R=r（二）内接法：1.数据记录：2.通过数据做出u~I曲线如下：3.图中知道内阻为9.22Ω，电动势为12.3 V；4.电源最大输出功率：P max =1.97W5.作P出~R曲线如图:我们从功率电阻图中可以看出，当电阻为R0=23Ω时为最大，足以见得在误差范围内当外电阻等于内电阻时功率最大。
证明：P出=I2R=(R/(R+R)2 )ε 2P max = E2/4r,所以：R=r6.η~R的图像曲线我们知道η=u外/E电源；我们等到的曲线如图:我们看到随着R的增加效率是增加的。
电源效率测试与分析方法
电源效率测试与分析方法随着科技的不断发展，电源的效率逐渐成为人们关注的焦点。
对电源进行效率测试和分析，有助于提高能源利用效率，减少能源浪费，减少环境污染。
本文将介绍电源效率测试的基本原理和常用方法，并分析其重要性和应用。
首先，我们需要了解电源效率的定义。
电源效率是指电源将输入的电能转换为输出电能的比率。
由于电源本身具有一定的能量损耗，电源的工作效率并不是100%。
因此，电源效率的测量和分析对于评估电源的性能至关重要。
在对电源进行效率测试之前，我们首先需要准备一些工具和设备。
这些工具包括功率计、电流表、电压表以及相关的数据采集软件和硬件。
功率计用于测量电源的输入功率和输出功率，电流表和电压表用于测量电流和电压。
数据采集软硬件用于记录和分析电源的工作过程中的各种参数。
接下来，我们将介绍几种常用的电源效率测试方法。
1. 直流电源效率测试：直流电源主要用于电子设备的供电，通常采用电压变换器或者开关电源的形式。
直流电源的效率测试可以通过测量输入电流、输出电流、输入电压和输出电压来实现。
通过比较输入功率和输出功率的差异，可以得到电源的效率。
2. 交流电源效率测试：交流电源主要用于工业和家庭电器的供电，通常采用变压器和整流器的形式。
交流电源的效率测试可以通过测量输入功率和输出功率来实现。
对于变压器，我们可以通过测量输入电压、输出电压和输入电流来计算效率。
对于整流器，我们可以通过测量输入电压、输出电压和输出电流来计算效率。
3. 开关电源效率测试：开关电源是一种高效率的电源，常用于电子设备、通信设备等领域。
开关电源的效率测试可以通过测量输入功率和输出功率来实现。
开关电源的工作原理是通过电子开关的开关和关断来实现电能的转换和调节。
因此，开关电源的效率的测量需要考虑开关频率、开关损耗以及电容电感等因素。
除了上述方法，还有一些高级的测试方法可以用于电源的效率测试。
例如，可以使用电磁兼容测试设备对电源进行测试，以评估电源在工作过程中对周围环境的干扰程度。
开关电源的测试项目以及方法
开关电源的测试项目以及方法开关电源是一种用于对电能进行转换和控制的电子设备。
它广泛应用于计算机、通信、家电等领域。
为了确保开关电源的正常工作和安全性能，需要进行一系列的测试。
下面将介绍开关电源的一些常见测试项目及测试方法。
一、静态参数测试1.输入电压范围测试：通过增加或减小输入电压，测试开关电源在各个输入电压范围内的工作状态和性能。
2.输出电压测量：使用数字电压表或示波器，测量开关电源在各个输出负载下的输出电压值，并比较与额定输出电压的误差。
3.输出电流测量：利用电流表或电流互感器，测量开关电源在各个负载下的输出电流，并比较与额定输出电流的误差。
二、工作状态测试1.转换速度测试：通过改变输入或负载条件，测试开关电源在不同工作状态下的转换速度。
2.过载保护测试：在满负载状态下，增加输出负载，观察开关电源是否能及时启动过载保护功能。
3.温度测试：在不同环境温度下，测量开关电源的温度变化，以评估其散热性能和温度稳定性。
三、效率测试1.输入功率测量：通过测量输入电压和输入电流，计算开关电源的输入功率，并比较与额定输入功率的误差。
2.输出功率测量：通过测量输出电压和输出电流，计算开关电源的输出功率，并比较与额定输出功率的误差。
3.效率计算：根据输入功率和输出功率的测量结果，计算开关电源的效率，并比较与额定效率的误差。
四、安全性能测试1.绝缘电阻测量：使用绝缘电阻测试仪，测量开关电源的输入与输出接地的绝缘电阻值，并比较与标准要求的误差。
2.泄漏电流测量：通过使用漏电流测试仪，测量开关电源在正常工作状态下的漏电流值，并比较与安全标准的限制。
3.短路保护测试：在空载状态下，将输出引线短接，观察开关电源是否能及时启动短路保护功能。
以上是开关电源常见的测试项目及测试方法，通过这些测试可以评估开关电源的性能和安全性能，并确保其正常工作和安全可靠。
在进行测试时，应根据具体的产品要求和标准，选择适当的测试设备和测试方法，以确保测试结果的准确性和可靠性。
直流稳压电源实验中的电源输出功率与效用率测量
直流稳压电源实验中的电源输出功率与效用率测量在直流稳压电源实验中，测量电源的输出功率和效用率是非常重要的，可以评估电源的性能和效率。
本文将介绍如何测量直流稳压电源的输出功率和效用率。
一、测量电源输出功率在直流稳压电源实验中，测量电源的输出功率可以使用两种方法：电压法和电流法。
1. 电压法测量输出功率使用电压法测量输出功率时，需要先测量电源输出端的电压和负载电阻的电流。
然后根据公式 P = U × I 计算输出功率，其中 P 为输出功率，U 为输出端电压，I 为负载电流。
2. 电流法测量输出功率使用电流法测量输出功率时，需要先测量电源输出端的电流和负载电阻的电压。
然后根据公式 P = U × I 计算输出功率，其中 P 为输出功率，U 为负载电压，I 为输出端电流。
在实际测量中，可以选择适合的测量方法，并根据实际情况选择合适的测量仪器和测量范围，以确保测量结果的准确性。
二、测量电源效用率电源的效用率是评估电源能量转换效率的重要指标，可以用于评估电源的能效和性能。
计算电源的效用率可以使用以下公式：η = （输出功率 / 输入功率）× 100%其中，η 表示电源的效用率，输出功率为电源的输出功率，输入功率为电源的输入功率。
在测量电源效用率时，需要先测量电源的输出功率，然后测量电源的输入功率，最后根据公式计算电源的效用率。
为了准确测量电源的输入功率，可以使用功率计或电能表等专业测量仪器进行测量。
在测量过程中，需要注意电源和测量仪器之间的接线正确无误，并确保测量仪器的测量范围适合所测量电源的功率水平。
三、实验注意事项在进行直流稳压电源的输出功率和效用率测量时，需要注意以下事项：1. 使用合适的测量仪器和测量范围，确保测量结果的准确性。
2. 确保电源和测量仪器之间的接线正确无误，避免接线错误对测量结果造成影响。
3. 注意测量环境的温度和湿度，避免因环境变化对测量结果产生误差。
4. 在测量过程中，需要确保电源和负载电阻的工作状态稳定，避免因工作状态的变化对测量结果产生影响。
国标 电源功率测定
国标电源功率测定介绍一、概述电源功率测定是确保电源设备性能和质量的关键环节。
在国家标准中，对电源功率的测定有着明确的规定和要求。
通过对电源功率的准确测定，可以确保电源设备在各种工作条件下都能稳定、可靠地运行，从而保证整个电子系统的正常工作。
本篇文章将详细介绍国标中电源功率的测定方法、相关标准和实际应用。
二、国标电源功率测定方法1. 直接测量法直接测量法是最简单、最直接的电源功率测定方法。
通过测量电源设备输入端的电流和电压，然后根据公式“功率=电压×电流”计算出电源设备的功率。
这种方法适用于大多数电源设备，但需要注意电流和电压的测量精度，以保证功率测定的准确性。
2. 负载测试法负载测试法是通过在电源设备输出端接入已知阻值的负载，然后测量负载两端的电压和电流，进而计算出电源设备的功率。
这种方法适用于具有可调负载的电源设备，可以通过调整负载的大小来模拟不同工作条件下的功率消耗。
三、国标对电源功率测定的规定1. 测试条件国标中对电源功率测定的测试条件有明确规定，包括环境温度、湿度、大气压力等。
同时，对于不同类型的电源设备，测试条件也有所不同，需根据具体标准进行选择和调整。
2. 测试设备进行电源功率测定所需的测试设备包括电压表、电流表、功率计等。
这些设备的精度和稳定性对功率测定的准确性有很大影响，因此需要选择符合要求的测试设备。
3. 测试步骤根据国标规定，电源功率测定的步骤包括准备工作、测量电压和电流、计算功率、记录数据等。
在测试过程中，需要严格遵守标准规定的操作步骤和注意事项，以确保测试结果的准确性和可靠性。
四、实际应用中的电源功率测定在实际应用中，电源功率测定具有以下重要意义：1. 确保电源设备性能稳定：通过定期进行电源功率测定，可以及时发现电源设备在性能上的不稳定因素，避免因设备故障导致整个电子系统运行异常。
2. 提高能效：通过测定不同工作条件下的电源功率消耗，可以优化电源设备的工作参数和运行模式，降低能耗，提高能效。
开关电源 实验报告
开关电源实验报告开关电源实验报告引言：开关电源是一种常见的电源供应器件，其工作原理是通过开关管的开关动作，将输入电压转换为高频脉冲信号，再经过滤波和稳压电路得到稳定的输出电压。
本实验旨在通过搭建开关电源电路并进行测试，探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验旨在：1. 理解开关电源的工作原理；2. 掌握开关电源电路的搭建方法；3. 测试开关电源的输出电压、效率等性能指标。
二、实验器材与原理1. 实验器材：- 开关电源模块- 电压表- 电流表- 变压器- 电阻、电容等元件2. 实验原理：开关电源的核心是开关管，其工作原理是通过开关管的开关动作，将输入电压转换为高频脉冲信号，再经过滤波和稳压电路得到稳定的输出电压。
开关电源的主要特点是高效率、体积小、重量轻、稳定性好等。
三、实验步骤与结果1. 搭建开关电源电路：根据实验器材提供的原理图，搭建开关电源电路。
连接好输入电源和输出负载后，确保电路连接正确。
2. 测试输出电压：将电压表接在开关电源的输出端，调节输入电压，记录不同输入电压下的输出电压。
根据记录的数据，绘制输入电压与输出电压的关系曲线。
3. 测试效率：将电流表接在开关电源的输入端，记录输入电压和输入电流。
根据输入功率和输出功率的关系，计算开关电源的效率。
通过多次测试，得出不同输入电压下的效率曲线。
4. 分析实验结果：根据实验数据和曲线图，分析开关电源的输出电压与输入电压的关系，以及效率与输入电压的关系。
讨论开关电源的性能特点和应用范围。
四、实验结论通过本实验，我们得出以下结论：1. 开关电源能够将输入电压转换为稳定的输出电压，具有较高的效率和稳定性；2. 开关电源的输出电压与输入电压呈线性关系，可以通过调节输入电压来控制输出电压；3. 开关电源的效率随着输入电压的增加而增加，但过高的输入电压可能导致效率下降。
五、实验总结通过本实验，我们深入了解了开关电源的工作原理和性能特点。
开关电源作为一种常见的电源供应器件，在电子设备中得到广泛应用。
电源效率测试方法
电源效率测试方法
电源效率测试方法通常需要使用专业的测试仪器。
下面是一些常见的测试步骤：
1. 将待测试电源接入负载
连接电源测试负载，可以是模拟或真实负载。
模拟负载是使用一些模拟部件来模拟真实负载（如电阻、电容、电感等），真实负载通常是使用电子负载来模拟。
2. 测量输入和输出电压
使用万用表、示波器或专业测试仪器来测量电源的输入和输出电压，并记录测量值。
3. 测量输入和输出电流
使用万用表、示波器或专业测试仪器来测量电源的输入和输出电流，并记录测量值。
4. 计算电源的效率
电源的效率可以使用以下公式进行计算：Efficiency = (Output Power / Input Power) x 100％
其中，输出功率 = 输出电压 x 输出电流，输入功率 = 输入电压 x 输入电流。
5. 测量电源的功率因数
使用功率因数仪表来测量电源的功率因数，并记录测量值。
需要注意的是，电源的效率测试需要在一定的负载范围内进行，以获得最准确的测试结果。
同时，测试时还需考虑安全规范，避免损坏测试设备或造成人身伤害。
电源输出功率的研究
３４ ．
７ １４ ８ ．２ Ｏ １ ．６
８． ９
４０ ．
９ １５ ８ ．６ ０ ４ ．１
９． ５
４４ ．
１ ０ １７ ７ ．０ ０１８ ． ０
１ ０ ０．
４９ ．
１ ２ １７ ４ ．４ ０ ０ ．８
１． １０
５７ ．
１ ５ １８ ５ ．３ Ｏ ０ ．６
２ｌ ０ ０年 第 ９期
物 理通报
中学物理教 学
电源输 出功 率 的研 究
杨 玉 超
（ 淮南 市第 十三 中学 安徽 淮南 ２ ２７ ） ３ ０ ２
电源 输 出功 率是 指在 外 电路上 消 耗 的功 率． 包 括 电源在 内的闭合 电路 ， 涉及 到 电源电动势 、 电源 内 电阻 、 端 电压 、 路 电路 电 流 、 电 阻 以及 电功率 等 物 外 理 量． 这些 物理量 中 ， 电源 电动势 和 电源 内电阻 在 除 由电源本 身决 定外 ， 余 各 量都 随外 电阻 的变 化 而 其 变化 ． 电源的输 出功率 随外 电阻 如何变 化 呢？ 本文 将 从理 论和 实验 两个方 面进行 讨论．
０．８ ８
１５ ６
０． ７２
（ ）根据 表 ２实验数 据 ， Ｅ ｃｌ 制 一 、 ３ 用 ｘｅ绘 ，Ｐ～ 尺图像 ， 图 ４ ａ 如 （ ）和 （ ） ｂ．
由 Ｐ—Ｒ图像找 出 电源最 大输 出功率 最 大值 及 对应
的外 电阻 ， 两者 加 以 比较 ．
３ 结论
ｌ ４
中学物 理教 学
型） 电阻箱 （２６ ， Ｊ３２型） 电阻圈（２ ５ 型 ） 单刀开 ， Ｊ３ ８ ，
关， 导线若 干．
专题四 闭合电路电源效率和功率
专题四、闭合电路电源的三种功率、效率和最大输出功率1．电源的三种功率(以如图8-4-1所示闭合电路为例)：(1)电源总功率：P 总 = EI(2)电源内部消耗功率：P 内 = I 2r (3)电源输出功率：P 出 = UI = I 2R 若外电路是纯电阻电路：则有P 出 = I 2R = r Rr R E R r R E 4)()(2222+-=+。
由上式并绘出P 出－R 图像如图8-4-2所示：①当R ＝r 时，电源的输出功率最大为P m = E 24r；②当R ＞r 时，随着R 的增大输出功率越来越小； ③当R ＜r 时，随着R 的增大输出功率越来越大； 2.电源效率：Η = P 出P 总 = U E = R R ＋r，R 越大，电源效率η越大；当R ＝r 时，电源输出功率最大，而效率仅为50%不是最大。
例1．如图8-4-3所示，已知电阻r = 2Ω，定值电阻R 1 = 0.5Ω，电动势E = 4V 。
求： （1）当滑动变阻器R 2为多大时电源输出功率最大？最大为多少？（2）当滑动变阻器R 2为多大时R 2上消耗的功率最大？最大为多少？（3）当滑动变阻器R 2为多大时R 1上消耗的功率最大？最大为多少？例2．如图8-4-4所示的电路中，电路消耗的总功率为40W ，电阻R 1为4Ω，R 2为6Ω，电源内阻r 为0.6Ω，电源的效率为94%，求：（1）ab 两点间的电压；（2）电源的电动势。
3.利用电源U-I 特性图线，电阻U-I 特性图线求电源输出功率和效率。
例3．如图8-4-6所示的U ~I 图像中，直线I 为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R 的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R 连接成闭合电路，由图像可知( )A ．R 的阻值为1.5ΩB ．电源电动势为3V ，内阻为0.5ΩC ．电源的输出功率为3.0WD ．电源内部消耗功率为1.5W图8-4-1图8-4-3图8-4-6 图8-4-4例4．如图8-4-7所示，直线A 为电源a 的路端电压与电流的关系图象；直线B 为电源b 的路端电压与电流的关系图象;直线C 为一个电阻R 的两端电压与电流关系的图象。
五电源的输出功率与效率等效电源
E2R (R r)2
E2 (R r)2
4r
.由此式可知，
R
E2 （1）当 R=r 时，电源的输出功率最大，且 Pm= 4r .
（2）当 R＞r 时，随着 R 的增大,输出功率减小. （3）当 R＜r 时，随着 R 的减小,输出功率减小. （4）输出功率与外电阻的关系如图所示，由图象可知，对应某一输出功率（非最大值）可 以有两个不同的外电阻 R1 和 R2，且有 r2=R1·R2.
例 16 根据题意从 A 的图线可读出 E=3 V，r= E 3 Ω=0.5 Ω，从 B 图线中可读出外电阻 I6
R= U =1 Ω.由闭合电路欧姆定律可得 I= E 3 A=2 A，则电源的输出功率为 P 出
I
R r 1 0.5
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=I2R=4 W，P 内=I2r=2 W，所以电源的总功率为 P 总=IE=6 W，故电源的效率为 η= P出 =66.7%. P总
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五、电源的输出功率与效率 1.闭合电路的功率：根据能量守恒，电源的总功率等于电源的输出功率（外电路消耗的电 功率）与电源内阻上消耗的功率之和，即 P 总=IU+I2r=I(U+Ir)=IE.其中 IE 为电源总功率，是 电源内非静电力移动电荷做功，把其他形式的能转化为电能的功率；IU 为电源的输出功 率，在外电路中，这部分电功率转化为其他形式的能（机械能、内能等）；I2r 为电源内由 于内阻而消耗的功率，转化为焦耳热. 电源的输出功率：外电路为纯电阻电路时，电源的输出功率为 P=I2R=
I 2 22 答案 A 例 18 首先从图线的截距、斜率得到相关的信息，然后根据 W有 100% 进行解答．
W总
射频电源的功率效率研究与设计
射频电源的功率效率研究与设计射频电源是一种将直流电转换为射频能量输出的设备，大多应用于无线通信和射频加热等领域。
功率效率是衡量射频电源性能的重要指标之一，影响着设备的性能和能耗。
本文将对射频电源的功率效率进行研究与设计。
首先，射频电源的功率效率定义为输出射频功率与输入直流功率之比。
为提高功率效率，需要对射频电源的各个部分进行优化设计。
射频电源主要包括功率放大器、负载匹配网络、电源供电网络等。
功率放大器是射频电源的核心部件，其任务是将输入的直流功率转换为输出的射频功率。
为提高功率效率，可以采用高效的功率放大器设计，如利用谐振技术、高效率的功率管等。
此外，合理的功率控制策略也能够提高功率放大器的效率，如动态功率调整、自动功率控制等。
负载匹配网络用于将功率放大器的输出电能匹配到负载上，一般采用阻抗匹配的方法。
负载匹配网络的设计也会影响射频电源的功率效率。
合理的负载匹配网络设计能够提高功率传输效率，减少反射功率损耗。
因此，在射频电源设计中，选择合适的负载匹配网络结构和元件参数非常重要。
电源供电网络的设计也是射频电源功率效率的重要因素。
电源供电网络对于射频电源的稳定运行和能效有重要影响。
为提高功率效率，电源供电网络需要采用低损耗的电源线路和高效的电源变换器等。
总之，射频电源的功率效率研究与设计需要综合考虑功率放大器、负载匹配网络和电源供电网络等因素。
通过采用高效的功率放大器设计、合理的负载匹配网络和电源供电网络设计，可以提高射频电源的功率效率。
这将有助于降低设备的功耗、提高设备的性能，对于无线通信和射频加热等领域有着重要意义。
最后，随着射频技术的不断发展，射频电源的功率效率仍有进一步的提高空间。
未来的研究可以集中在功率放大器的高效设计、负载匹配网络的优化和电源供电网络的高效化等方向上，以满足不断增长的射频应用需求。
射频电源在无线通信和射频加热等领域的应用越来越广泛，因此，提高射频电源的功率效率成为一个非常重要的研究课题。
电路中的功率与效率
电路中的功率与效率在电路中，功率和效率是两个关键概念，它们对于电路的设计和运行都起着至关重要的作用。
本文将探讨功率和效率的概念、计算方法以及它们在电路中的应用。
一、功率的定义和计算方法功率是指单位时间内所转换或消耗的能量。
在电路中，功率可以通过以下公式计算：P = VI其中，P表示功率，V表示电压，I表示电流。
功率的单位通常为瓦特（W）。
二、效率的定义和计算方法效率是指将实际输出的能量与输入的能量之间的比值。
在电路中，效率可以通过以下公式计算：η = (P_out / P_in) * 100%其中，η表示效率，P_out表示输出功率，P_in表示输入功率。
效率通常以百分比的形式表示。
三、功率和效率在电路中的应用1. 电源和负载匹配在电路设计中，功率和效率的计算可以帮助我们选择合适的电源和负载。
如果输出功率过大，而电源提供的功率不足以满足需求，那么效率将会降低；反之，如果输出功率过小，电源的效率也会下降。
因此，通过计算功率和效率，我们可以选择适当的电源和负载以提高整体的效率。
2. 线路传输和损耗在电路传输过程中，功率的损耗是不可避免的。
通过计算输入功率和输出功率的差值，我们可以获得电路中的功率损耗。
较高的功率损耗意味着电路的效率较低，反之亦然。
因此，通过对功率和效率的计算，我们可以确定哪一部分电路存在较大的功率损耗，并采取相应的措施来减少功率损耗，提高电路的效率。
3. 设备效率评估在电路设计和生产过程中，评估设备的效率非常重要。
通过计算输入功率和输出功率的比值，我们可以得到设备的效率。
高效的设备通常具有较高的效能和较低的功率损耗，而低效的设备则相反。
因此，通过功率和效率的计算，我们可以评估设备的性能，为设计和制造过程提供指导。
四、结论电路中的功率和效率是评估电路性能和选择合适电源、负载的关键因素。
通过计算功率和效率，我们可以优化电路设计，减少功率损耗，提高整体效率。
在电路的运行和维护过程中，我们应该重视功率和效率的计算，并根据计算结果采取相应的措施来提高电路性能。
电源和电机的功率和效率
● 04
第4章 电源和电机的功率控 制
功率控制的意义
电源和电机的功率控制对于灵活调节功率输出具 有重要意义。通过功率控制，可以根据实际需求 调节电源和电机的输出功率，实现节能减排，优 化工作过程等目的。
电源功率控制方法
01 调节电压
实现功率控制
02 调节电流
影响功率输出
03 调节频率
改变功率特性
功率控制的应用场景
电力系统
提高供电效率
交通运输
提升交通效率
智能家居
节约能源成本
工业生产
优化生产过程
● 05
第5章 应用案例分析
工业生产中的电 源功率和效率优
化
工厂生产线是一个典 型的应用案例，通过 电源功率控制和效率 优化可以显著提高生 产效率。我们可以针 对不同生产环节的能 耗情况，制定相应的 电源管理方案，以实 现节能减排的目标。
03、
行业发展
技术创新
人才培养
04、
社会责任
环境保护 社区回馈
电源和电机的未来挑战
电源和电机在发展过程中面临着许多挑战，例如 资源短缺和环境污染等问题。只有政府、企业和 社会各界合作，共同应对这些挑战，才能推动电 源和电机行业的可持续发展。
未来电源和电机的发展趋势
智能化
智能设备与系统 的发展
绿色化
环保与可持续发 展
技术创新
持续提升产业竞 争力
自动化
自动控制技术的 应用
感谢观看
THANKS
03 广泛应用
工业生产、家庭生活和交通运输
电源和电机的功率定义
功率定义
单位时间内能量 的转换速率
速度与效率
功率越大，工作 效率越高
电源变压器效率的实验测定
电源变压器效率的实验测定常青【摘要】通过实验的方法测定电源变压器的效率,可以更全面深刻地理解和掌握变压器的特性,采取相应措施提高变压器的效率.【期刊名称】《唐山师范学院学报》【年(卷),期】2001(023)005【总页数】3页(P67-68,73)【关键词】电源;变压器;实验;效率【作者】常青【作者单位】唐山师范学院,物理系,河北,唐山,063000【正文语种】中文【中图分类】TM406各种电子产品中，大量使用着电源变压器进行电压转换，不可避免地带来一些能量损耗（铁损PFe和铜损PCu），故变压器的输出功率P2小于输入功率P1。
通常把P2与P1之比的百分数称之为变压器的效率，即我们可以通过对变压器副边绕组空载和短路的方法分别测出铁损和铜损，以求得变压器在各种负载下的效率。
下面以300W电源变压器（输入220V~，输出36V~）为例进行测定。
变压器铁芯中磁通交变时，必然在铁芯中产生磁滞损耗和涡流损耗，即铁损。
当次级不接负载（开路）时，变压器输出功率为零。
由于此时初级的空载电流很小，在初级绕组上的功耗（铜损）亦微乎其微，可忽略（空载时的铜损仅为额定负载时的0.25～2.0%），故空载时变压器的输入功率可近似认为全部是变压器的铁损。
铁损的测量电路如图1-1，测出数据如表1。
然后绘出U1－PFe的变化曲线如图1-2。
从所得曲线可以看出：变压器的铁损是随外加电压大小而变化的。
当加上额定电压时，铁损也就达到了正常工作状态下的数值；外加电压不变，铁损基本上是恒定的，与负载无关。
实际制作中，铁损主要取决于安培匝数的设计和铁芯的质量。
一般环型变压器的铁损小于插片式变压器的铁损。
变压器的铜损是电流通过初、次级绕组时，线圈电阻上所消耗的功率。
若将次级短路，调节初级电流使之达到额定值（当然次级电流也达到额定值），因次级短路无功率输出，为获得额定电流输入的电压很小（仅为额定电压的5～10%），铁芯的磁通量极小，铁损也很小，可以忽略。
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研究电源的输出功率与电源效率实验方法【目的和要求】
通过实验研究电源的输出功率和电源效率与外电阻的关系，验证当外电阻等于电源内电阻时，电源的输出功率最大；当电源输出功率最大时，电源的效率为50%。
【仪器和器材】
学生电源（J1202型或J1202－1型），直流电流表（J0407型或J0407－1型），直流电压表（J0408型或J0408－1型），简式电阻箱（J2362型或J2362－1型），电阻圈（J2358型），单刀开关（J2352型），导线若干。
【实验方法】
1．假内阻的确定。
学生电源内阻很小（＜1欧），当它的输出功率最大时，外电路负载也很小，此时电路中的电流太大，会损害电源。
必须在实验时给电源串联一个电阻r′，把电源和电阻r′合起来看作是一个电源，这时电源的内阻就可以认为是r′。
如学生电源选择12伏挡，则r′应用20欧。
2．按图4．13－1接好电路，R为电阻箱，E
为学生电源，选择12伏输出，V为电压表选取15
伏挡，A为电流表选取0．6安挡，r为假内阻（20
欧）。
3．将电阻箱的阻值从3欧起，逐次改变它的阻值，到约80欧为止，并记下相应的电流表和电压表的读数。
总共取得十几组数据，在R＝r附近可多取几组值。
4．根据P＝IU、P0＝IE、η＝P／P0计算出相应的值，填入下表中。
电源电动势E=12伏
5．根据上表的数据绘出P－R曲线和η－R曲线。
如图4．13－2所示。
6．将由P－R曲线上求得的输出功率的最大值与由公式Pmax＝E2／4，算出的值比较，将由P－R曲线求出的输出功率的最大值所对应的外电阻与电源的内电阻比较，能否证明当外电阻R等于电池的内电阻时，电源有最大的输出功率。
7．将由η－R曲线求出的当η＝0．5时外电路电阻的值与电路中输出功率最大时的电阻R比较，说明在电源的输出功率最大时，电源效率为0．5。
由（3）式η＝1／〔1／1＋（r／R）〕可知，当R→∞时，η→1，因此图4．13－2的η－R曲线以η＝1的直线为渐近线。
选自：《高中学生实验》。