S4-4最大功率传输定理本节介绍戴维宁定理的一个重要应用。在测量、电子和信息工程的电子设备设计中,常常遇到电阻负载如何从电路获得最大功率的问题。这类问题可以抽象为图(a)所示的电路模型来分析RoNUoc(b)(a)
§4-4 最大功率传输定理 本节介绍戴维宁定理的一个重要应用。在测量、电子 和信息工程的电子设备设计中,常常遇到电阻负载如何从 电路获得最大功率的问题。这类问题可以抽象为图(a)所示 的电路模型来分析
RoNUoc(a)(b)网络N表示供给电阻负载能量的含源线性电阻单口网络,它可用戴维宁等效电路来代替,如图(b)所示。电阻R表示获得能量的负载。此处要讨论的问题是电阻R,为何值时,可以从单口网络获得最大功率
网络N表示供给电阻负载能量的含源线性电阻单口网 络,它可用戴维宁等效电路来代替,如图(b)所示。电阻RL 表示获得能量的负载。此处要讨论的问题是电阻RL为何值 时,可以从单口网络获得最大功率
写出负载R,吸收功率的表达式+.1++ R。rRUocu00p= Rri?(R。+R)欲求p的最大值,应满足dp/dR,=0,即2R,u.(R。-R)udp=0dR(R。+R)2(R。+R)(R+R)由此式求得p为极大值或极小值的条件是RL = R。(4-13)
写出负载RL吸收功率的表达式 2 o L 2 2 L oc L (R R ) R u p R i + = = 欲求p的最大值,应满足dp/dRL=0,即 0 ( ) ( ) ( ) 2 d ( ) d 3 o L 2 o L o c 3 o L 2 L o c 2 o L 2 o c L = + − = + − + + = R R R R u R R R u R R u R p 由此式求得p为极大值或极小值的条件是 (4 13) RL = Ro −
由于4O0<0dR28R30RL=RR0>01由此可知,当R.>0,且R,=R.时,负载电阻R从单口网络获得最大功率。最大功率传输定理:含源线性电阻单口网络(R>0)向可变电阻负载R,传输最大功率的条件是:负载电阻R,与单满足R,=R.条件时,称为最大口网络的输出电阻R.相等。功率匹配,此时负载电阻R,获得的最大功率为2OC(4-14)Pmax4Ro
由于 0 d 8 d 0 3 o 2 oc 2 L 2 L o o = − R =R R R u R p 由此可知,当Ro>0,且RL =Ro时,负载电阻RL从单口网 络获得最大功率。 最大功率传输定理:含源线性电阻单口网络(Ro>0)向 可变电阻负载RL传输最大功率的条件是:负载电阻RL与单 口网络的输出电阻Ro相等。满足RL =Ro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 (4 14) 4 o 2 oc max = − R u p
R。Uoc(b)(a)满足最大功率匹配条件(R-R>0)时,R吸收功率与R吸收功率相等,对电压源u而言,功率传输效率为n-50%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,以便更充分的利用能源,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
满足最大功率匹配条件(RL =Ro>0)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=50%。 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,以便更充分的利用能源,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