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5.7 最大功率传输

以下分两种情况来研究最大功率传输问题。

一.负载为阻抗

图5.28所示为一正弦电压源向负载供电的电路

别为电源电压和内阻抗,且为固定值。则电流有效值为

图5.28最大功率传输

故负载吸收的功率为


(5.37)

均可变,故欲使最大,则应按求之。根据,可求得,代入式(5.37)得

;;>
(5.38)

再根据

可求得。代入式(5.38)得最大功率为


(5.39)

综上所述,可得传输最大功率的条件为

;
(5.40)

或;


(5.41)

我们把满足式(5.40)和式(5.41)条件的电路工作状态称为共轭匹配,此时负载吸收的功率为最大值。

二.负载为电阻

负载为电阻的供电电路如图5.28(b)所示。此时吸收的功率为


(5.42)

根据可得

;;
(5.43)

代入式(5-47)即得最大功率为

;
(5.44)

我们把满足式(5.43)条件的电路工作状态称为等模匹配,此时负载吸收的功率为最大值。等模匹配的情况在含有理想变压器的电路中常遇到。共轭匹配与等模匹配统称为最大功率匹配。

例5.19;图5.29所示电路。求:(1)负载阻抗为何值时可获得最大功率。并求

(2)若为电阻,求获得的最大功率

图5.29

解:先求两点以左电路的等效电压源电路如图5.29(b)所示。其中

输入阻抗为

(1)故得获得最大功率的条件为

其最大功率为

(2)若为电阻,则获得最大功率的条件为

其最大功率为

例5.20;图5.30所示电路,求当Z为何值时可获得最大功率,并求

图5.30

解:

(1)由图5.30,求端口的开路电压。

(2)由图5.30可求出端口的输入阻抗。

(3)根据最大功率传输定理,可知当时可获得最大功率,且