图示电路的负载电阻RL可变,试问RL等于何值时可吸收最大功率?求此功率。求各位高手解答。

2024-11-17 19:46:23
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此题需要采用戴维宁定理。当RL=戴维宁等效电阻时,RL可吸收最大功率。
1、将RL从电路中断开,求戴维宁等效电压。
此时,由于RL的断开,受控源、4Ω电阻中无电流流过,电路变化为两个电压源串联后接入两个串联电阻。所以此时电流I1=(12-6)/(8+4)=0.5(A)。
尽管受控源、4Ω电阻中没有电流流过,但是受控源两端还存在电压降,4Ω电阻两端无压降,所以此时戴维宁等效电压Uoc=受控源压降+4Ω电阻压降+6V电压源=2×0.5+4×0.5+6=9(V)。
2、求戴维宁等效内阻r。内部电压源失效,即电压源短接。但电路存在受控源,直接采用电阻串并联化简的方法无法求出,所以采用从RL断开处的端口外加一个电压Usc,然后计算出端口流入的Isc,那么r=Usc/Isc。
此时,8Ω电阻与4Ω电阻并联,阻值为8/3Ω。因此有4Isc+2I1+8Isc/3=Usc,同时(8Isc/3)/4=I1。
化简:4Isc+4Isc/3+8Isc/3=Usc,所以r=Usc/Isc=4+4/3+8/3=8(Ω)。
3、因此,当RL=8Ω时,RL可获得最大功率,最大功率为Pmax=Uoc²/(4RL)=9²/(4×8)=81/32(W)。