实验十一 最大功率传输条件测定一、实验目的1. 掌握负载获得最大传输功率的条件2. 解电源输出功率与效率的关系二、原理说明1. 电源与负载功率的关系图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R0可视为电源内阻和传输线路电阻的总和，RL为可变负载电阻负载RL上消耗的功率P可由下式表示： 图1当RL=0或RL=∞ 时，电源输送给负载的功率均为零而以不同的RL值代入上式可求得不同的P值，其中必有一个RL值，使负载能从电源处获得最大的功率 2. 负载获得最大功率的条件根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式中的RL为自变量，P为应变量，并使 dP/dRL=0，即可求得最大功率传输的条件：当满足RL=R0时，负载从电源获得的最大功率为：这时，称此电路处于“匹配”工作状态3. 匹配电路的特点及应用在电路处于“匹配”状态时，电源本身要消耗一半的功率此时电源的效率只有50%显然，这对电力系统的能量传输过程是绝对不允许的发电机的内阻是很小的，电路传输的最主要指标是要高效率送电，最好是100%的功率均传送给负载为此负载电阻应远大于电源的内阻，即不允许运行在匹配状态。
而在电子技术领域里却完全不同一般的信号源本身功率较小，且都有较大的内阻而负载电阻（如扬声器等）往往是较小的定值，且希望能从电源获得最大的功率输出，而电源的效率往往不予考虑通常设法改变负载电阻，或者在信号源与负载之间加阻抗变换器（如音频功放的输出级与扬声器之间的输出变压器），使电路处于工作匹配状态，以使负载能获得最大的输出功率三、实验内容与步骤 1. 按图2接线，负载RL取电阻箱2. 按表1所列内容，令RL在0~1K范围内变化时，分别测出UO、UL及I的值，表中UO，PO分别为稳压电源的输出电压和功率，UL、PL分别为RL二端的电压和功率，I为电路的电流在PL最大值附近应多测几点表9（单位：R－Ω，U－V，I－mA，P－W）US=6VR0=500ΩRL1KUOULIPOPLUS=12VR0=200ΩRL1KUOULIPOPL四、预习与思考题1. 电力系统进行电能传输时为什么不能工作在匹配工作状态？2. 实际应用中，电源的内阻是否随负载而变？3. 电源电压的变化对最大功率传输的条件有无影响？五、实验报告1. 整理实验数据，并分析下列关系曲线：I~RL，UO~RL，UL~RL，PO~RL，PL~RL 图22. 根据实验结果，说明负载获得最大功率的条件是什么? 测量数据举例：RL0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 450.00 500.00 550.00 600.00 700.00 800.00 900.00 1000.00 U0(V)6.00 5.00 4.29 3.75 3.33 3.16 3.00 2.86 2.73 2.50 2.31 2.14 2.00 UL(V)0.00 1.00 1.71 2.25 2.67 2.84 3.00 3.14 3.27 3.50 3.69 3.86 4.00 I(mA)12.00 10.00 8.57 7.50 6.67 6.32 6.00 5.72 5.45 5.00 4.62 4.29 4.00 P0(mW)72.00 50.00 36.74 28.13 22.22 19.95 18.00 16.33 14.87 12.50 10.66 9.18 8.00 PL(mW)0.00 10.00 14.69 16.88 17.78 17.95 18.00 17.96 17.85 17.50 17.05 16.53 16.00 顶管位置主要位于粉质粘土层，地下水位以下。
开挖竖井过程中如出现异常地质情况，及时与设计单位联系，进行协商处理施工前应与铁路供电段、电务段、通信段联系，首先探明铁路两侧施工范围内各种管线位置、埋深、并进行监护和防护。