图象法研究直流负载获得最大功率条件

图象法研究直流负载获得最大功率条件丁学运（潍坊市第一职业中专２６１０２１）图象法是研究物理学的基本方法之一．在研究直流负载获得最大功率（直流电源输出最大功率）的条件的教学中，应用图象法，对开发学生智力，增强学生思维，培养学生创造能力，提高学生研究物理...     

负载和电源匹配的试验

对确定的电源来讲,若负载为纯电阻且负载电阻等于电源内阻时,电源供给负载的功率最大即R=r时Pmax(ξ)2/4r这时称负载与电源匹配.     

分离等效法求阻抗匹配

负载获得最大功率,实质是阻抗匹配．在最简单电路（图１）中,Ｒ上获得的功率为Ｐ＝Ｉ２Ｒ＝Ｅ２Ｒ／（Ｒｐ＋Ｒ）２．若电源内阻Ｒｐ可变,负载电阻Ｒ不变,当Ｒ０→０时,负载上获得的功率趋向最大值：Ｐｍ＝Ｅ２／Ｒ．若Ｒ０不变,Ｒ可变,Ｒ＝Ｒ０时,负载上获得的功...     

肖特基二极管整流的计算与测量

 提出了改进型的肖特基二极管整流数理模型，用加速迭代法和四阶精度龙格-库塔法编制了计算程序，并结合实验测量得到了整流效率与输入功率、频率和负载等关系曲线:负载一定时，输入功率从零开始增大，整流效率先快速上升，然后上升趋势变缓；输入功率一定时，负载从零开始增大，整流效率先增大后减小，对于某一固定的输入功率，存在着一个最佳负载值；当输入功率和负载都相同时，降低工作频率，整流效率上升。型号为2DV10B的X波段管子在负载为525 W、输入功率为10 mW、频率为3.2 GHz时获得的整流效率为75.2%；频率为10 GHz时获得50.2%的效率，实验测量结果与理论分析一致。     

谈电路中的最大功率问题

最大功率,原则上是指电源输出的最大功率,即负载消耗最大功率,从而来实现负载与电源匹配．但实际电路中电源通常无法达到理论上的最大功率输出状态,且有时我们并不是求电源的输出最大功率,而是求某一负载消耗的最大功率,因而使得问题复杂化．     

电路消耗的功率何时最大

对于一个给定的电源,当外电路电阻等于内电阻时,电源输出功率最大,即外电路消耗的电功率最大.如果研究对象不是整个外电路,而是外电路的某一部分,情况又将如何呢?本文就几种不同的电路进行讨论,供读者参考.1　求定值电阻的最大功率问题例1,如图1所示,滑动变阻器R阻值为多大时,定值电阻R0消耗的电功率最大?解析:设R0消耗的电功率为P,则有P=I2R0=E2R0(R0 R r)2上式中,只有一个变量R,P值随着R的减小而增大.当R=0时,P最大.即,定值电阻R0要获得最大电功率,与之串联的可变电阻阻值必须为零.例2,如图2所示,滑动变阻器R的阻值多大时,定值电…     

功率曲线应是哪一个

对于一个闭合电路,当外电路电阻R变化时,电源的输出功率也随之而变,且R等于电源的内阻r时,电源的输出功率最大,最大值为Pmax=E24r,我们称之为负载与电源匹配.因此,电源的输出功率P随外电阻R的增大先增大后减小.教师一般用功率曲线图来定性地说明这种变化情况以及分析相关的电路功率问题,经常会画成如图1(a)、(b)、(c)所示的图像.那么这3个图像中哪个能比较准确地反映P-R的变化规律,其中有没有错误之处呢?     

负载与电源匹配的实验

对确定的电源来讲,若负载为纯电阻且负载电阻等于电源内阻时,电源供给负载的功率最大即R=r时Pmax= 2/4r这时称负载与电源匹配。在学生做电源输出功率与负载电阻关系的实验时,往往要求学生先给学生电源串联一个适当的电阻,当作电源内阻的一部分以增大电源的内阻。但学生对把串联的电阻当作电源内阻的一部分难以理解和接受。     

半导体激光器纵向泵浦准连续Cr∶LiSAF激光器的实验研究

用波长为653.2nm的半导体激光器实现了纵向泵浦Cr∶LiSAF激光器的准连续运转，晶体平均吸收功率为140mW时获得激光输出，在LD最大输出功率范围内，晶体平均吸收功率为680mW时，可获得最大平均输出功率32mW，斜效率5.6%.     

硅太阳能电池负载对功率的影响

针对硅太阳能电池输出功率受条件约束的问题,讨论负载对硅电池的影响.通过测定硅电池的开路电压U∝、负载电压UL,计算不同负载RL下的输出功率PL?利用origin软件对数据进行处理,分析出最大功率时的负载.重点针对追求硅电池的功率最大输出和硅电池功率稳定输出以及硅电池电源效率3种情况,给出了负载相应的范围.     

串联谐振充电电源分析及设计

 推导了串联谐振充电电源不同工作模式下的电流、电压计算公式，给出了计算不同周期电流、电压值的递推公式；应用递推公式说明了这种电源的脉动恒流充电特性；给出了负载电容不完全放电情况下电源参数的计算方法。在负载电容完全放电的情况下，电源的平均输出功率为最大输出功率的一半，在负载电容电压基本维持恒定的情况下，电源平均输出功率与最大输出功率相等；最后给出了一台为Tesla型加速器初级储能电容充电的谐振电源的设计实例，电源的实测结果和计算结果一致，在100Hz重复频率下运行稳定可靠。     

论纯电阻电路的电源输出功率与电阻的关系——解读电源输出功率随电阻变化的曲线

【例1】如图1所示，电源电动势E=4V，内阻r=4Ω，R’为滑动变阻器，其电阻的最大值为3Ω，则电源的最大输出功率是多少．     

负载阻抗对直线变压器驱动源传递效率的影响

从理论及模拟仿真分析了负载阻抗变化对双线型脉冲形成网络直接给负载放电,以及通过直线变压器(LTD)给负载放电时电压传递效率、能量传递效率以及峰值功率传递效率的影响。基于设计加工的LTD单元模块实验平台,通过调节水电阻负载阻值进行了一系列实验。实验研究结果表明:当负载阻值基本与双线型脉冲形成网络的阻抗2.5Ω相匹配时,可获得最大能量传递效率80.5%,此时电压传递效率、峰值功率传递效率分别为84.1%,73.9%;增大负载阻抗至3.4Ω时,可实现99.0%的电压传递效率,而能量传递效率、峰值功率传递效率仅减小3.5%,0.3%。根据对实验结果的分析可知,通过增大负载阻抗可以有效地提高系统的电压传递效率,且当负载阻抗变化不是太大时,对系统的能量传递效率以及峰值功率传递效率影响较小。     

基于太阳能电池板的无线光通信与传能复合系统实验研究

为明确光载波无线传输系统中,复合传输相比单独传输的优越性,实验对比了单独传能、单独通信、复合传输三种结构在传输距离为0.1m、接收的光功率估值为3.5mW、光通信速率为1kbps时的输出特性.结果表明,单独传能系统在与电感串联的负载为4kΩ时,电池板输出最大功率为1.82mW,复合传输系统在与电感串联的负载为5kΩ时,电池板输出最大功率为2.1 mW,比单独传能系统高出15%;与电容串联的负载较低时复合传输系统输出信号波形发生畸变,优化负载后波形得以改善,相同条件下幅值比单独通信系统高出1.52V.     

X波段高功率负载的优化设计与测试

利用三维电磁场仿真软件CST进行了圆形水室水负载的仿真设计，先后设计的两种不同规格的负载驻波比分别为1.032 5和1.055 3，在50 MW的峰值功率下，峰值场强分别为21.16 MV/m和17.57 MV/m；并探究了陶瓷片和水的介电性质对驻波比的影响；测试驻波比分别为1.058 2和1.076 3。对一种圆筒水负载进行了优化设计，结果表明其具有很高的功率耐受水平。最后设计了一种不锈钢干负载，对其吸收齿结构和长度进行了优化，使其更利于加工。使用ANSYS对干负载结构进行了热应力分析，结果显示，最高温度和最大应力分别为83.478 ℃和63.917 MPa，最大形变为0.072 971 mm。     

用物理公式要注意使用条件

物理公式是在一定条件下由实验或理论推导（也要经过实验验证）得出的规律．因此，物理公式都有其使用条件．而有些学生在解题时，往往不注意公式的使用条件，盲目套用，现举几例并略加分析．例1如图1所示．已知电源电动势为6V，内阻为Zll，RI为5从问当变阻器几（阻位行围为O～IOn）的阳值为多少时，R；消耗的功率最大？其值为多少？一些学生是这样求解的：把儿看成是电源内阻的一部分（即r'一几十r）．求见消耗的最大功率，也就是求电源的最大输出功率．而当外电路电阻尼等于内电路电阻r'，即见一比一r-5-2-3fi时，电源的输出功率最大…     

“强光一号”钨丝阵Z箍缩等离子体辐射特性研究

在“强光一号”装置驱动电流峰值1.4—2.1MA、上升时间80—100ns条件下，研究了不同丝阵直径、丝数及丝直径的钨丝阵负载Z箍缩等离子体的辐射特性.用自行研制的测试系统对等离子体辐射参数进行了诊断.实验获得的最大X射线总能量为34kJ，最大峰值功率为1.28TW.得到了一些关于钨丝阵Z箍缩等离子体辐射特性的规律性认识. 关键词： 钨丝阵 Z箍缩 等离子体辐射     

如何做好P—R图象

研究电源的输出功率和负载的关系是一个重要的电学实验,也是对学生进行图象教学的典型实验.我校学生用的实验器材为WYJ-20/2A高精度直流稳压电源、C31-A型电流表(0.5级)、J236-1型电阻箱(0.5级)、开关、导线等.实验电路图如图1所示,R为负载,R0为定值电阻,充当电源的假内阻,当E、R0调到一定值(如E=6.0 V,R0=10.0Ω)后,调节R的阻值,测量电路中的电流I,计算输出功率P=I2R,在坐标纸上作出P-R图象,可直观地反映输出功率与负载电阻的关系,其图象如图2所示.     

变负载有机朗肯循环系统实验研究

电力供给侧面临热源高效利用和电网侧波峰波谷对电厂变负荷运行的要求,本文针对发电系统变负荷运行工况,在实验热源功率及温度分别为100 kW和110℃下,研究负载和膨胀机转速变化时,有机朗肯循环发电系统净效率及部件实际运行特性的变化规律。主要结论为:系统净效率随着负载功率和膨胀机转速的增大而增大,当负载为6 kW和膨胀机转速为3000 r/min时,系统发电净效率最大,为4.8%。膨胀比和工质泵等熵效率随负载功率和转速的增加而增大,膨胀机入口处过热度的变化规律与之相反;当系统效率最大时,膨胀机膨胀比、等熵效率与入口过热度分别为4.4、53.5%及8.8℃。     

SP1848温差发电片的实验研究

用自制的温差发电实验仪测量了 SP1848温差发电片在不同温差(10 ℃、20℃、30℃、40℃、50℃)下的电学输出特性数据。测试结果表明:输出电流与负载R成反比;输出电压先随负载迅速增大,然后逐渐趋于饱和,输出功率先随负载从0迅速增大至最大值(负载电阻8-15Ω区间达到最大值),然后逐渐衰减至0;最大输出功率随温差呈非线性关系,可用二次函数进行拟合。实验结果显示,所制备的温差发电实验装置数据合理,较为准确,可以运用到实验教学中。