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SR为电源内阻，LR为负载电阻。当电路电流为I时，负载LR得到的功率为：22()sLLLsLUPIRRRR可见，当电源sU和SR确定后，负载得到的功率大小只与负载电阻LR有关。令0LLdPdR，解得：LR=SR时，负载得到最大功率：2max4sLLsUPPRLR=SR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%LSPUI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sU和内阻SR。实验中，电压源sU选用恒压源的可调稳压输出端，内阻SR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LR相连，电路如图7-3所示，图中LR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sU数值进行调整，防止电源短路。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sU和内阻SR，作为实际电路中的电源；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LP，并划出法在功率LP随负载电阻LR变化的曲线，找出传输最大功率的条件；3.根据表7-1的实验数据，计算出对应的效率，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LR（）0100200300400500600U(V)I(mA)LP(mW)%