来自韩忠明的问题
【为什么串连电路中外电路电阻和内电路电阻相同时电功率最大?】
为什么串连电路中外电路电阻和内电路电阻相同时电功率最大?
1回答
2020-01-19 01:32
【为什么串连电路中外电路电阻和内电路电阻相同时电功率最大?】
为什么串连电路中外电路电阻和内电路电阻相同时电功率最大?
1、应该说:串连电路中,外电路电阻和内电路电阻相同时,外电路电阻获得的电功率最大.
2、负载电阻RL获得最大功率的条件是:R=r这也叫阻抗匹配.
3、中学课程一般都用电路实验方法证实这个结论,基本电路如上图.确定内阻r,调整R,让R大于、等于、小余r,同时测量R的电压电流,计算不同R的功率值,证实R=r时,PL最大.
4、高中还可以公式推导分析证明:
负载功率为PL=I^2*R=(U/(r+R))^2*R=U^2*(R/(R+r)^2
上面公式分为两个因数:
前面U^2是固定值.后面的(R/(R+r)^2越大负载功率PL越大.
为了分析方便,设a=(R/(R+r)^2 设r为参考值,r=1,则a=(R/(R+1)^2
当R=1时,a1=0.25
当R>1时,例如R=1.2等,a2=0.248,a2<0.25
当R<1时,例如R=0.8等,a3=0.247,a3<0.25
结论:只有R=r时.a最大,这时RL的功率最大
5、在大学里或学过导数之后,证明这个结论就方便了:
对公式的一阶导数求导,最大值就在拐点上