电工技术基础 教案 1.9 电源最大输出功率（教案）

PAGEPAGE21.9电源最大输出功率教案课题名称电源最大输出功率所属科目电工基础教学对象中职电子技术应用专业班同步教材电工技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、教学课件、视频线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解全电路的最大输出功率定律；（2）理解负载的功率曲线和电源的效率曲线。能力目标：（1）能计算全电路的最大输出功率。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点掌握全电路的最大输出功率定律。教学难点能熟练计算全电路的最大输出功率。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注1．最大功率输出定律在全电路中，电源电动势所发出的功率，一部分被电源内阻r吸收，另一部分被负载电阻R吸收。电源输出的功率就是负载电阻R所吸收的功率，即 下面讨论，R为何值时，负载能从电源处获得最大功率。根据全电路欧姆定律 将I代入负载电阻R所吸收的功率中，得 因为电源电动势E、电源内阻r是恒量，只有当分母最小时，功率P才有最大值，所以，只有R=r时，P最大。使负载获得最大功率的条件叫作最大功率输出定理。在全电路中，当负载电阻R和电源内阻r相等时（在正弦交流电路中，当负载阻抗ZL与电源内阻阻抗Zr为一对共轭复数时），电源的输出功率最大，同时负载获得的功率最大，即当R=r时 在无线电技术中，将R=r这种状态称为负载匹配（或阻抗匹配）。当负载匹配时，PR=Pmax，但此时电源的效率却不高，仅有50%，计算如下： 强调以下两点。（1）在电信系统中，由于传输功率不大，因此效率不是主要问题，主要考虑负载如何获得最大功率，要求R尽可能与r相等。（2）在电力输送系统中，主要考虑输电效率，要求R>>r。2．负载的功率曲线和电源的效率曲线负载的功率曲线和电源的效率曲线如图1-9-1所示。3．例题解析【例

1】在图1-9-2中，R1=2Ω，电源电动势E=10V，内阻r=0.5Ω，RP为可调电阻。问：（1）RP为多大时它可获得最大功率？且最大功率为多少？（2）RP为多大时R1可获得最大功率？且R1可获得的最大功率为多少？【解析】（1）根据电路的等效理论，任何一个复杂的线性电路均可等效为仅含电源、电源内阻和负载三部分的全电路。其中待求元件为负载，电源和电源内阻为断开负载后，从负载两端看过去的等效电源和等效电源内阻。（2）负载是可调电阻时，获得最大功率的条件是R=r；负载是固定电阻时，获得最大功率的条件是r最小，此时流过负载的电流最大。【解答】（1）RP为负载，R1+r合并为电源内阻，RP=R1+r=2.5Ω时，RP可获得最大功率，且最大功率为 （2）R1为定值电阻，电流最大时功率也最大。故RP=0时R1可获得最大功率，且最大功率为 【例2】在全电路中，已知E=40V，r0=30Ω，求R分别等于10Ω、30Ω、770Ω时的负载功率和电源的效率。【解答】当R=10Ω时，有 ；电源效率为 当R=30Ω时，有 ；电源效率为 当R=770Ω时，有 ；电源效率为 知识小结（1）在全电路中，当负载电阻R和电源内阻r相等时（在正弦交流电路中，当负载阻抗ZL与电源内阻阻抗Zr为一对共轭复数时），电源的输出功率最大，同时负载获得的功率最大，即当R=r时 （2）在无线电技术中，将R=r这种状态称为负载匹配（或阻抗匹配）。当负载匹配时，PR=Pmax，但此时电源的效率却不高，仅有50%。课后拓展：1