最大功率傳輸定理

最大功率傳輸定理(Maximum Power Transfer Theorem)是電路理論中的一個基本概念,由英國工程師O.C. Smythe在1919年提出,後來由美國工程師H. Nyquist在1928年加以發展。這個定理描述了如何將一個電源的功率最大程度地傳送到負載上。

最大功率傳輸定理的內容是:當負載阻抗與電源內阻抗相等時,負載能夠獲得的最大功率是電源輸出功率的一半。這時,負載從電源吸收的功率達到最大值,且電源的輸出功率也達到最大值。

假設有一個直流電源(DC Source),其內阻為r,負載的阻抗為R。根據最大功率傳輸定理,當負載阻抗R與電源內阻r相等時,即R = r,負載能夠獲得的最大功率為:

Pmax = V^2 / (2R)

其中,V是電源的開路電壓。因為R = r,所以:

Pmax = (V^2 / r) / 2

這時,電源的輸出功率也是最大值,即:

Pout_max = V^2 / r

需要注意的是,最大功率傳輸定理僅適用於線性電源,即電源的輸出電壓和輸出電流是線性關係的電源。對於非線性電源,最大功率傳輸的條件可能不同。