图示电路中电流源。当负载为多少时,它能获得扱大功率?()
A 、1
B 、1/2
C 、1/4
D 、1/8
【正确答案:C】
最大功率传输条件是,当负载电阻等于去掉负载电阻后的戴维南等效电路的 内阻Rin时,在负载中可获得最大功率。
将RL从电路中断开,上图。
设3Ω电阻电流为I,则根据KCL,1.5Ω电阻电流为:I+0.5。
KVL:
1.5×(I+0.5)+3×I=6,I=7/6(A)。
Uan=-0.5×1=-0.5(V),Unb=3I=3×7/6=3.5(V)。
所以:Uoc=Uab=Uan+Unb=-0.5+3.5=3(V)。
将电压源短路、电流源开路:
Req=Rab=1+1.5∥3=2(Ω)。
最大功率传输定理:当RL=Req=2Ω时,RL获得最大功率,PLmax=Uoc²/(4RL)=3²/(4×2)=1.125(W)。
19、解:将负载ZL从电路中点开,上图。
再将电压源短路,从a、b端看进去的等效阻抗为:
Zeq=j6∥6=6×j6/(6+j6)=36∠90°/6√2∠45°=3√2∠45°=3+j3(Ω)=R+jX。
最大功率传输定理:当ZL为Zeq的共轭复数时,ZL可以获得最大功率,即:ZL=3-j3=R-jX(Ω)。最大功率为:
PLmax=Uoc²/(4R)=(3√2)²/(4×3)=1.5(W)。
18、解:t=0-时电容不储能,因此:Uc(0-)=0。
换路定理:Uc(0+)=Uc(0-)=0,因此t=0+时,电容相当于短路。下图:
i(0+)=2/(1+1∥1)=4/3(A)。
t=∞时,电容相当于开路,等效电路如下:
i(∞)=2/(1+1)=1(A)。Uc(∞)=1×i=1(V)。
将电压源短路,从电容两端看进去,求等效电阻:
R=1+1∥1=1.5(Ω),电路时间常数为:τ=RC=1.5×0.8=1.2(s)。
三要素法:
——答案中给出的(-1.2t)是错误的。
负载RL=6Ω时获得最大功率,最大功率为8/3W。详细过程请看图。先去掉RL,求出戴维南等效电路,然后根据最大功率传输定理,可知RL=Req,最后用焦耳定律算出最大功率Pmax。