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求负载电阻RL为何值时可获得最大功率?并计算最大功率.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/06/22 06:52:28
求负载电阻RL为何值时可获得最大功率?并计算最大功率.

我用节点法算出了V1=-7 V2=-1.5 V3=-35.5   等效电阻R0=5Ω.但是算不出等效电压,答案是电压是15  最大功率是11.25W

求负载电阻RL为何值时可获得最大功率?并计算最大功率.
首先,调整一下电流的设定方向,电压源支路的电流都与电压一致.
运用戴维南定理.
先计算从RL的开路电压:
在节点2的电流:2=(U2-U3-20)/(2+2)+U2/2
在节点3的电流:(U2-U3-20)/(2+2)=2+(U3+40)/2
解出:U2=-3,U3=-37
那么,节点2到1的电流=(U2-U3-20)/(2+2)=7/2=3.5
所以,节点2到1的压降=3.5*2=7
则节点1的电压 U1=U2-7=-3-7=-10
所以,RL的开路电压=U1-5=-10-5=-15(对图中标注的地而言)
再来计算从RL看进去的等效内阻:
此时,电压源短路,电流源开路,所以:
等效内阻=3+(2+2)//(2+2)=5
当RL=5欧时,RL可以获得最大功率,即
Pmax=I^2*RL=[15/(5+5)]^2*5=11.25瓦
再问: 那为什么我用节点电压法算出来的U1是-7啊? 你是-10
再答: 这要把你的计算过程列出来,才好讨论问题出在哪里。此题求解中很容易把电流的方向和电阻压降的方向弄混,以致把与电压源的相加或相减弄反。
再问: 在节点2的电流:2=(U2-U3-20)/(2+2)+U2/2 这个式子~没看懂那~。。。麻烦了~
再答: 左边的2是流入节点2的电流;右边是流出节点2的两路电流,其中,第一项是从节点2流经2欧、节点1、20V电压源、2欧到节点3的电流,这一路涉及三个电压源和两个电阻。