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等效电源电动势的推导公式

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等效电源指的是用一个电动势为 E ,内阻为 r 的新电源,来代替原来的旧电池。如果新电源的电动势 E 和内阻 r 与旧电池的电动势 E 旧和内阻 r 旧相等,那么它们对负载所产生的电流、功率等物理量是等效的,这就是“等效电源”的含义。

利用戴维南定理可以推导出计算等效电源电动势和内阻的公式。戴维南定理指出:任何一个有源二端网络都可以用一个电动势为 E ,内阻为 r 的等效电源来代替,E 和 r 称为有源二端网络的等效参数。

当负载开路时,负载不工作,此时利用欧姆定律可得: U 为有源二端网络的开路电压,也就是负载不工作时等效电源的电动势。即:E=U

在有源二端网络内部将电源换成一个电压源和一个电阻串联的模型,则根据串联电路的分压公式可得:

根据公式 2 和 3,可以推导出计算等效内阻 r 的公式:

即: r=ro//RL 即内阻等于除去负载电阻后,整个电路的等效电阻。 4. 当负载电阻 RL=ro 时,即内阻等于负载电阻时: r= ro//RL= ro//ro= ro

这个结论表明,当负载电阻等于电源内阻时,外部电路所获得的最大功率为电源输出功率的 50% 。