如图,RL可任意改变,问RL为何值时其上可获得最大功率,并求该最大功率PLm

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  • 这是一道典型的采用戴维南等效电路计算的题目.

    断开RL,求出RL断开处的开路电压U0和等效内阻R0;并且当R0=RL时,即电源内阻和外电阻相等时,外部负载电阻RL获得的功率最大.

    1、先求内阻R0:断开后的电路内部电压源短路、电流源开路,此时从端口看进去的电阻即为戴维南等效内阻.显然电路变化为两个“12Ω串6Ω”的并联电路,所以R0=18∥18=9Ω.

    2、再求戴维南等效电压:本来要求RL断开处的两端电压,但此处正好串联了一个12V的电压源,所以可以直接求串联电压源之后的电压,即6Ω和12Ω两端的电压,也就是12V电源的负极处和RL下端之间的电压.

    显然.2A的电流源分成两条并联之路,且都是(12+6)Ω的支路,所以每条支路电流肯定是1A.

    对于右端的6Ω电阻,其两端电压为6V,极性为上负下正;

    对于右端的12V电阻,其两端电压为12V,极性为上正下负.

    所以12V电源的负极至RL的下端电压为-6+12=6V.

    因此串联12V电源后,RL两端的戴维南等效电压为:U0=6+12=18V.

    因此这个电路的戴维南等效电路为18V电压源串联9Ω电阻.

    所以,当RL=R0=9Ω时,RL上获得的功率最大;此时RL流过的电流为I=18/(9+9)=1A,RL获得的最大功率为P=I²RL=9W.