直流电路中的功率传递

实验三：直流电路中的功率传递

一、实验目的
1.  根据负载输出功率和电源输入功率计算功率传输效率。
2.  研究具有内阻的电源的输出功率与负载电阻之间的关 
系。
3.  研究负载电阻的大小与获得最大输出功率的关系。
4.  研究负载电阻的大小与得到最高效率之间的关系。

二、实验器材
1. 20V、100V电源                             各1个
2. 电压表                                       1个
3. 电流表                                       1个
4. 电压控制电压源                               1个
5. 电阻                                         数个

三、实验原理及实验电路
如图4-1所示的电路。

值得注意的是，当负载获得最大输出功率时，效率 并不是最高的，因为这时负载电阻与电源内阻相等，电源内阻消耗的功率与负载得到的功率是相同的。

 图3-1  求负载功率的电路图

四、实验步骤

图3-2  负载电阻获得最大传输功率的测试原理图

1. 建立图3-2所示的最大传输功率实验电路。
2. 激活实验电路，在表3-1中记录不同负载电阻RL对应的电压 和电流 。根据表3-1中的电压和电流值计算出功率 。
3. 以负载电阻 为横坐标、负载功率 为纵坐标画出负载功率曲线图，并在曲线上标出最大功率点和相应的值。

 

4.  根据电路参数求出理论上的 ，与实验值进行比较，并计算此时电路的效率。

表3-1  电路参数测试结果

0.1
1
2
3
4
5
6
8
10
20
50
80
100

 

五、思考题

1.        当负载电阻 增大时，负载电压 和负载电流 发生什麽

变化？

    2.  如果负载电阻 增大，负载功率将会发生什麽变化？

3.  为了获得从电源到负载的最大传输功率，需要多大的负

载电阻 ？负载电阻 与电源内阻 之间有什麽关系？

4.  需要多大的负载电阻 才能得到最高功率传输效率？与获得最大输出功率的电阻值相同吗？

六、实验报告要求

1.  完成实验步骤四中所有数据的记录和计算工作，并绘制波形曲线。

2.        回答思考题五中所有的问题。