MATLAB语言在电源输出功率和效率实验中的应用

MATLAB是MathWork公司开发的，目前国际上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件，它广泛应用于自动控制、数学运算、图像信号处理等方面，它具有强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库和简洁高效的编程语言，是进行许多科学研究的重要工具，对物理实验的辅助作用也是非常大，下面以物理实验“研究电源输出功率、效率与负载电阻的关系”为例，说明MATLAB在实验数据和图像处理中的应用。     

电源功率与效率问题的讨论

1 功率问题 (1)电源的输出功率为P_出=I~2R=E~2╱{(r+R)~2}R=E~2R╱{(R-r)~2+4Rr=E~2}╱{(R-r)~2╱R+4r} 当R=r时,P_出有最大值即P_出=E~2╱(4R)=E~2╱(4r),R_出与外电阻R的函数关系可用图1来表示,由图中可知,对应于电源的非最大输出功率P,外电阻可以有两个不同的阻值R_1和R_2;当Rr时,若R增大,则P_出减小.值得注意的是,上面的结论都是在电源的电动势E和内阻r均不变的     

谈电源输出功率最大问题

电源输出功率最大问题是电学的一个难点,也是同学们在学习中感到困难的问题.下面解析几例,请同学们参考.例1如图1所示,R为电阻箱,V为理想电压表.当电阻箱读数为R_1=2Ω时,电压表读数为U_1=4V;当电阻箱读数为R_2=5Ω时,电压表读数为U_2=5V.求:     

电源的有关功率和电源的效率

一、电源的有关功率 与电源相关的功率有:①电源发出的总功率为P=Iε;②电源内电路消耗的功率为P内=I2r;③电源外电路消耗的功率为P外=Iε-I2r.     

电源输出功率最大的讨论

在讨论求解电源的输出功率时,学生容易直接用到当外电阻等于内电阻时电源输出功率最大。这个结论一定成立吗?举例说明如下: 例1.有四个电源分别为:A、电动势E_1=4 V,内阻r_1=1Ω;B、电动势E_2=4 V;内阻r_2=1.5Ω,C、电动势E_3=4 V,内阻r_3=2Ω;D、电动势E_4=4 V,内阻r_4=2.5Ω。现有一个阻值为R=2Ω的电阻,分别接在上述四个电源上,则接在哪一个电源上时,电源输出的功率最大呢?     

关于循环效率问题的求解讨论

本文就循环效率问题求解方法进行了讨论，并指出了在循环图上对寻找吸热放热转换点的方法。     

阻容耦合放大器的功率和效率

本文以共发射极基本放大器为例,对阻容耦合放大器的功率和效率作了定量讨论,从理论上说明了为什么该电路常作电压放大级,而一般不作功率放大级使用的原因。     

电源输出功率的讨论

如图1，设外电路是可变的纯电阻电路且阻值范围R0远大于电源内阻R，当外电阻为R时，输出功率为p，则     

测量电源电动势与内阻方法探析

<正>测量电源电动势(E)和内阻(r),是电学的重要实验,在近几年的高考中曾多次出现,并且每次考查,题型都有所不同,所以广大教师和学生都应重视该实验。笔者认为,使用不同的测量仪器可以从不同的角度进行测量,下面将根据这一思路介绍几种测量方法。     

这样推导合理吗？——对物理教材中电源输出功率推导过程的一点讨论

~~这样推导合理吗?——对物理教材中电源输出功率推导过程的一点讨论$首都师范大学物理系!2001级研究生 100037@张玉峰     

关于电源最大输出功率的条件问题

R_外=r时,电源输出功率最大,只适合外电路为纯电阻电路,且内阻一定,外路电阻变化范围足够大的情况。     

电学实验用学生电源和电池效果一样吗?

做电学实验离不开电源，学生电源和电池选择哪一个呢？学校实验室有大量的J1202型学生电源，使用非常方便，如果需要电池，只能临时购买，很耽误时间．因此很多老师做实验时图省事，用到直流电源时，往往都是用学生电源的直流输出作为实验电源，真正用电池做实验的很少．实际上学生电源的直流输出（只经过4只二极管简单整流）为脉动直流，与化学电池有很大的不同，[第一段]     

用电势差计测电源的电动势和内阻

图中E0为供电电源，E5为标准电源，Ex为待测电源，Rp限流电阻，r0是电流表G的保护电阻．测量时，首先闭和开关S1，电阻丝AB上有一定的电势降落；接着将开关S2合到“1”位置，滑动触头C使电流表G指零，此时AC长度为L1，再将开关S2合到“2”位置，滑动触头C使电流表G指零，此时AC长度为L2，     

电源输出功率最大值求解六法及比较

问题在电源电动势E、内阻r一定的情况下，负载电阻R取何值时，电源输出功率最大？     

正确理解有关效率问题

学生在备考中招时，常常会遇到各种有关效率问题，有的学生不能理解它的实质，对此类问题束手无策或将它与功率混淆。现通过一些例子归纳一下此类题的解法：     

电源的输出功率用图象法分析更明了

对于电源的输出功率，我们一般是采用数学分析法，得到在内外电阻相等（即R=r时），电源的输出功率最大。其实电源的输出功率是与变化条件有关的，所给定条件不同，出现在输出功率的条件也不同。下面我们用图象法来分析这个问题可能更为明了。     

等效法解决电源最大输出功率问题

在恒定电流中，讨论电源最大输出功率、用电器获得的最大输出功率这类题目较多，处理此类问题常采用等效电源法，解题时根据需要选用不同的等效方式，将用电器获得的最大功率的问题转化为电源最大输出功率的问题解决．本文就等效法分析电源最大输出功率做一简单讨论．     

也谈“电源输出最大功率的一般性条件”

贵刊2010年第5期中电源输出最大功率的一般性条件一文得出了电源最大功率的一般性结论,笔者读后受益匪浅,对个人教学也有很大的帮助.虽然原作者用了大量的例题佐证了自己的结论,但笔者