最大功率传输

Question

如题所述

Answer 1

当负载的电阻值等于电压源内部电阻的值，允许提供最大功率时，发生最大功率传输，通常，此源电阻甚至阻抗如果涉及电感器或电容器具有欧姆的固定值。

然而，当我们连接负载电阻时， R L 穿过在电源的输出端子中，负载的阻抗将从开路状态变化到短路状态，导致负载吸收的功率变得依赖于实际电源的阻抗。然后，为了使负载电阻能够吸收可能的最大功率，它必须与电源的阻抗“匹配”，这构成了最大功率传输的基础。

最大功率传输定理是另一种有用的电路分析方法，用于确保当负载电阻值恰好等于电源电阻时，最大功率消耗将在负载电阻中消耗。负载阻抗与能量源的内部阻抗之间的关系将给出负载中的功率。考虑下面的电路。

Thevenins等效电路

在上面的戴维宁等效电路中，最大功率传递定理表明，“如果它与提供功率的网络的Thevenin或Norton源电阻的值相等，则负载电阻中的最大功率消耗将消耗。” / p>

换句话说，导致最大功耗的负载电阻必须等于相当于戴维宁源电阻的值，然后 R L = R S 但如果负载电阻值低于或高于网络的戴维宁源电阻，则其耗散功率将小于最大值。

例如，找到值负载电阻 R L 将在以下电路中提供最大功率传输。

最大功率传输示例No1

 

  Whe re：
R S =25Ω
R L 可在0 - 100Ω之间变化> V S = 100v
然后使用以下方法欧姆定律方程：

我们现在可以完成下表来确定电路中不同负载电阻值的电流和功率。

电流对表

使用上表中的数据，我们可以绘制一个负载图对于不同的负载电阻值，电阻 R L ， P 。另请注意，开路时功率为零（零电流）条件）以及短路（零电压条件）。

电源负载电阻图

从上表和图表中可以看出，当负载电阻 R L <时，负载中出现最大功率传输/ span>的值与源电阻相等， R S ： R S = R L =25Ω。这被称为“匹配条件”，并且作为一般规则，当外部设备的阻抗时，最大功率从诸如电源或电池的有源设备传输到外部设备。完全匹配源的阻抗。

一个很好的例子阻抗匹配的le在音频放大器和扬声器之间。放大器的输出阻抗 Z OUT 可以在4Ω和8Ω之间给出，而标称输入扬声器的阻抗 Z IN 可能仅为8Ω。

然后，如果8Ω扬声器连接到放大器输出端，放大器将把扬声器视为8Ω负载。并联两个8Ω扬声器相当于驱动一个4Ω扬声器的放大器，两种配置均在放大器的输出规格范围内。

阻抗不当匹配会导致过多的功率损耗和散热。但是，如何阻抗匹配具有非常不同阻抗的放大器和扬声器。那么，有可用的扬声器阻抗匹配变压器，可以将阻抗从4Ω改变到8Ω，或者16Ω，以允许连接的许多扬声器的阻抗匹配各种组合，例如PA（公共广播）系统。

变压器阻抗匹配

阻抗匹配的一个非常有用的应用，以便在信号源和信号源之间提供最大的功率传输。负载处于放大器电路的输出级。信号变压器用于将扬声器的较高或较低阻抗值与放大器输出阻抗相匹配，以获得最大声功率输出。这些音频信号变压器称为“匹配变压器”，并将负载耦合到放大器输出

Answer 2

最大功率传输定理（maximum power transfer，theorem on）是关于使含源线性阻抗单口网络向可变电阻负载传输最大功率的条件。定理满足时，称为最大功率匹配，此时负载电阻（分量）RL获得的最大功率为：Pmax=Uoc^2/4R0。最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时，负载能获得最大功率的定理。
中文名
最大功率传输定理
外文名
maximum power transfer
学科
电子技术学
应用领域
测量、电子与信息工程
快速
导航
计算步骤使用范围注意事项
定理内容
最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时，负载能获得最大功率的定理。定理分为直流电路和交流电路两部分，内容如下所示。
直流电路
含源线性电阻单口网络(
)向可变电阻负载
传输最大功率的条件是：负载电阻
与单口网络的输出电阻
相等。满足
条件时，称为最大功率匹配，此时负载电阻RL获得的最大功率为：
。[1]
交流电路
工作于正弦稳态的单口网络向一个负载
供电，如果该单口网络可用戴维宁(也叫戴维南)等效电路(其中
)代替，则在负载阻抗等于含源单口网络输出阻抗的共轭复数（即电阻成份相等，电抗成份只数值相等而符号相反）时，负载可以获得最大平均功率
。这种匹配称为共轭匹配，在通信和电子设备的设计中，常常要求满足共轭匹配，以便使负载得到最大功率。[2]
计算步骤
计算可变二端电阻负载从含源线性电阻电路获得最大功率的步骤是：
1．计算连接二端电阻的含源线性电阻单口网络的戴维宁(也叫戴维南)等效电路。
2．利用最大功率传输定理，确定获得最大功率的负载电阻值
。
3．计算负载电阻
时获得的最大功率值。[1]

Answer 3

最大功率传输定理（maximum power transfer，theorem on）是关于使含源线性阻抗单口网络向可变电阻负载传输最大功率的条件。定理满足时，称为最大功率匹配，此时负载电阻（分量）RL获得的最大功率为：Pmax=Uoc^2/4R0。最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时，负载能获得最大功率的定理。
编辑
使用最大功率传输定理的注意事项：
1、最大功率传输定理用于一端口网络的功率给定，负载电阻可调的情况；
2、一端口网络等效电阻消耗的功率一般不等于端口网络内部消耗的功率，因此当负载获取最大功率时，电路的传输效率并不一定等于50%；
3、计算最大功率问题结合应用戴维宁(也叫戴维南)定理或诺顿定理最方便。
满足最大功率匹配条件( )时，Ro吸收功率与RL吸收功率相等，对电压源uoc而言，功率传输效率为 。对单口网络N中的独立源而言，效率可能更低。电力系统要求尽可能提高效率，以便更充分地利用能源，不能采用功率匹配条件。但是在测量、电子与信息工程中，常常着眼于从微弱信号中获得最大功率，而不看重效率的高低。
最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时，负载能获得最大功率的定理。定理分为直流电路和交流电路两部分，内容如下所示。

Answer 4

最大功率传输定理是关于使含源线性阻抗单口网络向可变电阻负载传输最大功率的条件。定理满足时，称为最大功率匹配，此时负载电阻（分量）RL获得的最大功率为：Pmax=Uoc^2/4R0。最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时，负载能获得最大功率的定理。最大功率传输定理是关于负载与电源相匹配时，负载能获得最大功率的定理。定理分为直流电路和交流电路两部分，内容如下所示。
直流电路
含源线性电阻单口网络(
)向可变电阻负载
传输最大功率的条件是：负载电阻
与单口网络的输出电阻
相等。满足
条件时，称为最大功率匹配，此时负载电阻RL获得的最大功率
计算步骤
计算可变二端电阻负载从含源线性电阻电路获得最大功率的步骤是：
1．计算连接二端电阻的含源线性电阻单口网络的戴维宁(也叫戴维南)等效电路。
2．利用最大功率传输定理，确定获得最大功率的负载电阻值
。
3．计算负载电阻
时获得的最大功率值。