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10.25 Maximum Power Transfer Theorem

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direct current 直流电
alternative current 交流电
amplitude 振幅
phase 相位

被动符号规定 Passive Sign Convention

一般而言,电功率的正负号是从被动元件(负载)的角度出发。

电流由正极流向负极代表负载,功率定义为正数

电流由负极流向正极,则代表电源或主动元件,功率是负数

最大功率传输定理

考虑图中电路,其中 $R_S$ 是电源内阻,$R_L$ 是负载电阻
可得 $\huge P_L = \frac{V_S}{R_L+R_S}^2R_L$,
由均值不等式得,$\huge \max(P_L) = \frac{{V_S}^2}{4R_S}$,
也有 $\huge P_S = \frac{V_S}{R_L+R_S}^2R_S$

事实上,无论负载电阻值如何,使电压源的功率传输最大化的源电阻始终为零。

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由此可知,当电源内阻与负载电阻相同时,负载电阻的功率可达最大值,此时输出效率 50%。但输出效率是随负载电阻的升高而非线性升高的。

直流电和交流电

直流电远距离传输损耗很大,但高压交流电远距离传输损耗小