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正弦稳态电路的最大功率传输方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:换句话说,当负载阻抗与电源内阻抗为一对共轭复数时,负载吸收的功率最大。在匹配状态下,负载获得的最大功率为

正弦稳态电路的最大功率传输方法

负载获得最大功率的条件在直流电路中已讨论过。本节将讨论在正弦交流电路中,什么样的负载可以从电源获得最大功率。

在图6-39所示电路中,为电源电压的相量,Zi=Ri+jXi为交流电源的内阻抗,Z=R+jX为负载阻抗,则电路所标参考方向的电流相量为

电流的有效值

则负载吸收的有功功率为

对式(6-70)求最大值,即可得到负载获得最大功率的条件:

图6-39 求最大功率示意图(www.xing528.com)

分析式(6-70),当负载中的电抗X与电源内的电抗Xi大小相等、性质相反时,式(6-70)才有条件获得一个最小的分母。比如:电源内的电抗为电感感抗2Ω,则负载可连入一个容抗为2Ω的电容,实现Xi+X=0。这时,式(6-70)的功率就变为

对式(6-71)进行对R的求导并使其为零,可以获得使R为最大功率的条件:

综合两个分析,可得当负载阻抗中的电阻等于电源内电阻,而负载阻抗中的电抗与电源内电抗数值相等、性质相反时,负载可获得最大功率,即负载获得最大功率的条件为

式(6-72)中的是Zi的共轭复数。换句话说,当负载阻抗与电源内阻抗为一对共轭复数时,负载吸收的功率最大。此时,称负载与交流电源阻抗匹配

在匹配状态下,负载获得的最大功率为

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