浅析电源的最大输出功率

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1、浅析电源的最大输出功率山东宋连义一、电源的最大输出功率在电源负载为纯电阻时，电源的输出功率与外电阻R的关系是：P出=I2R=由此式可以看出，当外电阻等于内电阻（即R=r）时，电源输出功率最大，最大输出功率为.电源的输出功率P出与外电阻R的关系可以用P出—R图象表示，如图1所示.由图象可知，对应于电源的非最大输出功率P可以有不同的外电阻R1和R2，且R1R2=r2（请同学们自己证明）.由图象还可以看出，当Rr时，若R增大，则P出减小.注意：1.推导此关系式时，R是可变电阻，r是定值电阻.当外电阻等于内电阻，即R=

2、r时，电源输出功率最大，最大输出功率为；若R与r不相等，则R值越接近r的值，P出越大.2.电源的输出功率与电源的效率是完全不同的物理量.电源的效率，所以当R增大时，效率提高.当R=r时，电源有最大输出功率，但效率仅为50％，效率并不高.二、电源的外特性曲线如图2所示，在电源的外特性曲线上某点纵坐标和横坐标值的乘积为电源的输出功率，图中阴影矩形的面积表示电源的输出功率，当时，电源输出功率最大.（请同学们想一想，为什么？）三、典例分析例1、如图3所示，电源的电动势E=2V，内阻r=1Ω，定值电阻R0=2Ω，变阻器R的阻值变化范围为0~10Ω，求：（1

3、）变阻器R的阻值为多大时，R0消耗的功率最大？（2）变阻器R的阻值为多大时，R上消耗的功率最大？是多少？（3）变阻器R的阻值为多大时，电源的输出功率最大？是多少？解析（1）R0消耗的功率，由于R0是定值电阻，故R0两端的电压越大，R0消耗的功率P0越大.而路端电压随着外电阻的增大而增大，所以当R=10Ω时，R0消耗的功率最大.（2）可以把电源和定值电阻R0合起来看作一个等效电源，等效电路图如图4所示，等效电源的电动势E′=，等效内阻r′=，当R=r′时，即Ω时R上消耗的功率最大，（3）当外电路电阻与内电路电阻相等时，电源输出功率最大，即时，代入数

4、值得：R=2Ω时，电源输出功率最大.最大输出功率例2、如图5所示的电路中，当电键K断开和闭合时，电源的输出功率完全相同.已知R1=9Ω，R2=7.2Ω，求当K断开时R1上消耗的功率P和K闭合时R1上消耗的功率P1之比.解析：K闭合时，R1、R2并联，其并联电阻为4Ω，由于当电键K断开和闭合时，电源的输出功率完全相同，据可得6Ω，所以有：当K断开时R1上消耗的功率·；当K闭合时R1上消耗的功率，所以有：