電工實驗台最大功率傳輸條件測定說明

一、電工實驗台-實驗目的
1.  掌握（wò）負載獲得最大傳輸功率的條件。
2. 了解電源輸出（chū）功率（lǜ）與效率的關係。

二、電工實驗台-原理說明
1. 電源與負載功率的關係圖9-1可（kě）視為由一個電源向負載輸送電能的模型，R₀可視為電源內阻和傳（chuán）輸（shū）線路電（diàn）阻的總和，R_L為可（kě）變負載電（diàn）阻（zǔ）。負載（zǎi）R_L上消耗的功率P可由（yóu）下（xià）式表示： 當R_L=0或R_L=∞ 時，電源輸（shū）送給負載的功率均為零。而以不同的R_L值代入上（shàng）式可求得不同的P值，其中必（bì）有一個R_L值，使負載能從電源處獲得最大（dà）的功率。   
2. 負載獲得最大功率的條件（jiàn）
根據（jù）數學求最大值的方法，令負載功率表（biǎo）達式中的R_L為自變（biàn）量（liàng），P為應變量，並使dP/dR_L=0，即可求得最大（dà）功率傳輸的條件：

當滿足（zú）R_L=R₀時（shí），負載從電源獲得的最大功率為：

這時，稱此電路處（chù）於“匹配”工作狀（zhuàng）態。
3. 匹配電路的（de）特點及應用
在電路處於“匹配”狀態時，電源本身（shēn）要消耗一半的（de）功率。此時電源的（de）效率隻有50%。顯然，這對電力係統的能量傳輸過程是絕對（duì）不允（yǔn）許的。發電機的內阻是很小（xiǎo）的，電路傳輸的最主要指標是要高效率送電，最好是100%的功率均傳送給負（fù）載。為此負載電阻應遠大（dà）於電源的內阻，即（jí）不允（yǔn）許運行在匹配（pèi）狀態。而在電（diàn）子技術（shù）領（lǐng）域裏卻完全（quán）不同。一般的信號（hào）源本（běn）身功率（lǜ）較（jiào）小（xiǎo），且都有較大的內阻。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（zuì）大的功率輸出，而電源的效率往往不予考慮。通常設法（fǎ）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（shū）出級與揚聲器（qì）之間的輸出變壓器（qì）），使電路處於工作匹配狀態（tài），以使負載能獲得（dé）最大的輸出（chū）功率（lǜ）。
三、電工實驗台實驗設（shè）備

序號	名稱	型號規格	數量	備注（zhù）
1	直流電流表	0～200mA	1	實驗屏（píng）上
2	直流電壓表	0～200V	1	實驗屏上
3	直流穩壓電源	0～30V	1
4	元件箱		1	MYDG05

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