一個含源線性一端口電路,當(dāng)所接負(fù)載不同時,一端口電路傳輸給負(fù)載的功率就不同,討論負(fù)載為何值時能從電路獲取最大功率,及最大功率的值是多少的問題是有工程意義的。
下面討論如圖1(a)所示電路的最大功率傳輸問題,可將其采用戴維寧定理對網(wǎng)絡(luò)a進(jìn)行等效,得到如圖1(b)所示的電路,在該電路中負(fù)載rl上的功率可表示為,
圖1 最大功率的傳輸
在上式中對rl求導(dǎo),并令其為零可得
當(dāng)時,。即當(dāng)負(fù)載rl等于戴維寧等效電路中的等效電阻時,可實(shí)現(xiàn)功率的最大傳輸,此時最大功率。
注意:
① 最大功率傳輸定理用于一端口電路給定,負(fù)載電阻可調(diào)的情況;
② 計算最大功率問題結(jié)合應(yīng)用戴維寧定理或諾頓定理最方便。
例1 rl為何值時能獲得最大功率,并求最大功率。
圖1 題
分析:斷開rl支路,將剩余一端口網(wǎng)絡(luò)化為戴維寧等效電路,求得開路電壓uoc和等效電阻req,當(dāng)負(fù)載時,可獲得最大功率。
解:
①求戴維寧等效電路的開路電壓uoc,電路如下圖所示
,(kvl),所以
故
②求等效電阻req,含有受控源,采用加壓求流法求解,電路如下圖所示
,,所以
③根據(jù)最大功率傳輸定理,當(dāng)時,,得到時,可獲得最大功率,。