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高中物理电学:电源何时输出功率最大?分析纯电阻与复杂电路

2025-12-03 20:29:57综合与其它0

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在涉及闭合电路的情形下,有这样一幕,我们遭遇了一个难题,此难题是什么呢,是电源于何时输出功率会达到最大值 ?GvD物理好资源网(原物理ok网)

我们能够先运用一个最为简单的电路来进行一番分析,当电源的电动势是E,内阻是r,外电路负载为R的时候,电源的输出功率理应会随着外电路负载R的变动而变动,具体的函数关系如下:GvD物理好资源网(原物理ok网)

从上面那个式子能够看出来呵,当分母获取到最小值的那个时候呢,整体就会得到最大值哟。而分母取最小值所具备的条件是:R等于r呀,也就是说嘛,当外电路的负载等同于电源的内阻之际,电源的输出功率是最大的,其最大值为:GvD物理好资源网(原物理ok网)

此时候,外部电路的电压等同于电动势的二分之一这个数值,也就是U外等于E除以2,而电路当中的电流呈现为:I等于E除以2r 。GvD物理好资源网(原物理ok网)

以上是针对于纯电阻电路之际电源输出最大功率的推导,它不适用于非纯电阻电路,那么,当外电路属于非纯电阻电路之时,电源在何时输出功率最大呢 ?GvD物理好资源网(原物理ok网)

推导方式一:GvD物理好资源网(原物理ok网)

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由上面那个式子能够看出来,当成分子的那个数值达到最大的时候高中物理 电学,这整个式子所代表的值就是最大的,那么啊,当上外部给予电源的电压跟电源本身的电动势的一半相等的时候,那个作为分子的数值就会取得最大值,在这个时候电源向外输出的功率就是最大的,而这个最大的数值是这样的:GvD物理好资源网(原物理ok网)

此时,外电路的电压,等于电动势的二分之一,也就是U外等于E除以2,电路当中的电流为,I等于E除以2r。和纯电阻电路有着类似的结果。能够看到,当外电路电压是电源电动势的一半时,电源的输出功率最大起步网校,这不但适用于纯电阻电路,而且也适用于非纯电阻电路。GvD物理好资源网(原物理ok网)

推导方式二:GvD物理好资源网(原物理ok网)

从上面这个式子能够明显看出来,在电流I呈现等于E除以2r这样一种状况的时候,整体会获取到最大值,而这个最大值具体是这样的:GvD物理好资源网(原物理ok网)

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如此一来,在这个时候,外电路所具备的电压等同于电源电动势的二分之一,也就是说,U外等于E除以2,而电路之中的电流则是:I等于E除以2r 。这跟前面所进行的推导有着相似的结果。能够发现,当外电路的电压为电源电动势的一半之际,电流等于电动势除以2r ,此时电源的输出功率达到最大值高中物理 电学,这不仅适用于纯粹的电阻电路,而且也适用于并非纯粹电阻的电路。GvD物理好资源网(原物理ok网)

前面我们区分了纯电阻电路以及非纯电阻电路,分别推导了电源在何时输出功率最大,经由前面的剖析与推导,我们能够得出:GvD物理好资源网(原物理ok网)

对于纯电阻构成的电路,电源输出功率达到最大的条件在于,外部电路中所连接的负载等同于电源自身的内电阻,在这种情形下,外电路两端的电压是电源电动势的一半,整个电路之中的电流是电动势E除以两倍的内阻,。GvD物理好资源网(原物理ok网)

对于不是纯电阻的电路,在这样一种情况,即外电路呈现的电压等同于电源电动势的二分之一的时候,又或者是在另一种情况,也就是电路里的电流等于电动势被2倍的电源内阻除得的结果时,电源的输出功率它是最大的;。GvD物理好资源网(原物理ok网)

电源能够具有的最大输出功率,皆等同于,电动势的平方去被4倍的电源内阻来做除,也就是。GvD物理好资源网(原物理ok网)

上面所呈现的,乃是针对高中物理第49个问题,也就是电源在何种情况下会使输出功率达到最大值的剖析,提供给大伙以备用作参考。 句号。GvD物理好资源网(原物理ok网)