四、实验报告
⑴ 画出开路短路法电路图。⑵ 画出外施电压法电路图。
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实验六 最大功率传输条件的实验研究
一、实验目的1
（1） 了解电源与负载间功率传输的关系。
（2） 熟悉负载获得最大功率传输的条件与应用。
（3） 实验证明最大功率传输时电源内阻与负载电阻数值的关
系。
（4） 熟悉测试方法。 二、实验原理
一个实际的电源，它产生的总功率通常由两部分组成，即电源内阻所消耗的功率和输出到负载上的功率。在电子技术与仪器仪表领域中，通常由于信号电源的功率较小，所以总是希望在负载上能获得的功率越大越好，这样可以最有效的利用能量。但由于电源总是存在内电阻，其等效电路为一个无内阻的电动势与一个电阻串联构成的二端
P．U 右边框内为负载电有源网络。如图1所示左边框内为电源等效电路，E0 阻。 I PM + + E 0- RL U R0 - 0 IS/2 IS 图1
图图2 2
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在RL上得到的功率为 PL=I2RL=（E0/R0+RL）2RL
当RL=0及RL=∞时，电源传输给负载的功率均为零，因此必有某一RL值使P=PM为最大值。以不同的RL值代入上式可求出不同的P值。可以证明只有当RL=R0时负载上才能得到最大的功率如图2所示。 图中IS为当RL=0时的最大电流 IS=E0/R0
事实上只要将负载功率表达式中以RL为自变量，功率P为应变量并使dP/dRL=0，即可求出最大功率的条件：
dP(R0?RL)2?2RL(RL?R0)dP/dRL=0，即 ?4dRL(R0?RL)使 （RL+R0）2-2RL（RL+R0）=0
得 RL=R0
当满足RL=R0时，电路称为最大功率“匹配”，此时负载上最大功率为： P=PM=E20RL/4RLR0= E20/4R0= E20/4RL
当然，在“匹配”条件下，电源内阻上也消耗与负载电阻上相等的功率，因此，这时电源效率仅50%。在电力工程中因为发电机内阻很低，运用到“匹配”条件时功率大大超过容许值会损坏发电机，所以负载电阻应远大于电源内阻，这样也可保持较高效率。但在电子技术领域中因一般信号源内阻都较大，功率也小，所以效率是次要的，主要的是获得最大输出功率。
三、实验内容
测量实验台上直流稳压电源在不同外加电阻时负载上获得的功率。因电源的内阻较小，为限制电流，实验时采用外加电阻作为电源内阻。实验线路如图3所示。
I + mA -
电+ + 压PL=ULI UL E0 P=E0I V RL - 源
R0=100Ω -
U0
P0=U0I
图3
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实验步骤
（1）调节R0=100Ω，E0=10V RL在0~1KΩ范围内变化时分别测量出U0、UL、I的值，数据列表。
（2）调节R0=500Ω，E0=15V RL在0~5KΩ范围内变化时分别测量出U0、UL、I的值，数据列表。
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实验结果 0 10Ω 20Ω 30Ω 50Ω 100Ω 300Ω 500Ω 1KΩ 5KΩ 10KΩ I E0 =10U 伏 L R0 P =100P Ω 0 P L I E0 =15U 伏 L R0 P =500P Ω 0 P L U 0 U 0 四、实验报告
（1）完成实验测试数据列表
（2）分别画出E0=10V，R0=100Ω，E0=15V，R0=500Ω，两种不同电压和内阻情况下的下列关系曲线：
① I—RL ② U0—RL ③ UL—RL ④ P—RL ⑤ P0—RL
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