试验七最大功率传输条件的研究.DOC

实验七 最大功率传输条件的研究 试验目的 理解阻抗匹配，掌握最大功率的传输条件; 掌握根据电源外特性设计实际电源模型的方法。 原理说明 图7-1 电源向负载供电的电路如图7-1所示，图中为电源内阻，为负载电阻。当电路电流为时，负载得到的功率为： 可见，当电源和确定后， 负载得到的功率大小只与负载电阻有关。 令，解得：=时，负载得到最大功率： =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： 实验中负载得到的最大功率用电压表，电流表测量。 实验设备 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） 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） 恒流源（0~500mA可调） 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。 实验内容 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和内阻。实验中，电压源选用恒压源的可调稳压输出端，内阻选用固定电阻。 测量电路传输功能 用上述设计的实际电压源于负载电阻相连，电路如图7-3所示，图中选用电阻箱，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 实验注意事项 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 压源数值进行调整，防止电源短路。 预习与思考题 什么是阻抗匹配？电路传输最大功率的条件是什么？ 电路传输的功率和效率如何计算？ 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和内阻，作为实际电路中的电源； 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？ 实验报告要求 回答思考题； 根据表7-1的实验数据，计算出对应的负载功率，并划出法在功率随负载电阻变化的曲线，找出传输最大功率的条件； 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 （） 0 100 200 300 400 500 600 U(V) I(mA) (mW) %