如何获得最大负载功率？

在一个线性有源二端网络的输出端子上，接上不同的负载时，负载将从该网络上获得不同的功率。例如，在扩音机的输出端子上，接入不同阻值的扬声器，扬声器将发出不同音量的声音，说明不同阻值的扬声器从扩音机上获得的音频信号的功率不同。

利用戴维南定理，可将像扩音机这样的设备等效成一个电压源。若该电压源上接有如图1-57所示的负载电阻R_L，该负载从电压源上获得的功率为

图1-57 电源和负载的连接

由式（1-65）可知，P_L是R_L的函数，即P_L=f（R_L）。当R_L=0时（相当于负载短路的情况），P_L等于0；当R_L=∞时（相当于负载开路的情况），P_L也等于0；当R_L在0＜R_L＜∞范围内取值时，P_L将不等于0。一个两头函数值都是0，中间函数值大于0的曲线是一个上凸的曲线，上凸的曲线有最大值点，在最大值点上，负载将从电压源上获得最大的功率。

根据高等数学求极值的方法，可推导出负载从电压源上获得最大功率的条件，推导的过程如下：

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要想使上式等于0，R_o-R_L必须等于0，由此可得负载从电源上获得最大功率的条件是

R_o=R_L （1-66）

满足这种条件的连接称为功率匹配，或阻抗匹配。在功率匹配的条件下，负载上获得的最大功率为

由式（1-67）可知，R_o越小，电压源能够输出的最大功率越大，说明电压源带负载的能力越强，R_o通常又称为电压源的输出阻抗。根据式（1-67）可知，输出阻抗越小，电压源输出功率的最大值越大，从而电压源带负载的能力越大；输出阻抗越大，电压源输出功率的最大值就越小，从而电压源带负载的能力越小。由此可得，对电压源来说，R_o越小越好。

由上面的讨论还可知，负载电阻R_L越大，电压源输出电压下降的越小，R_L从电压源上吸收的功率也越小，R_L对电压源的影响就小。就负载对电压源影响程度的大小而言，在保证正常工作的前提下，电压源所带的负载电阻要越大越好。