单选题
某电源开路电压为220伏,短路电流为2安,则负载从电源获得的最大功率为().
A
120W
B
240W
C
110W
D
30W
答案解析
正确答案:C
解析:
同学,让我们一步步解析这道题目,以便你能更好地理解。
首先,我们需要知道电源的开路电压和短路电流,这两个参数可以帮助我们找到电源的内阻。
1. **已知条件**:
- 开路电压 $U_{oc} = 220V$
- 短路电流 $I_{sc} = 2A$
2. **求电源内阻**:
当电源短路时,外电阻 $R_{ext} = 0$,此时电流为短路电流 $I_{sc}$。根据欧姆定律,电源的内阻 $r$ 可以通过以下公式求得:
$r = \frac{U_{oc}}{I_{sc}} = \frac{220V}{2A} = 110\Omega$
3. **求电源的最大输出功率**:
电源的输出功率 $P_{out}$ 是负载电阻 $R_{L}$ 上的功率,可以表示为:
$P_{out} = I^2 R_{L}$
其中,电流 $I$ 可以通过闭合电路欧姆定律求得:
$I = \frac{U_{oc}}{R_{L} + r}$
将 $I$ 代入 $P_{out}$ 的表达式中,得到:
$P_{out} = \left(\frac{U_{oc}}{R_{L} + r}\right)^2 R_{L}$
为了找到 $P_{out}$ 的最大值,我们可以对 $R_{L}$ 求导,并令其为0,解出 $R_{L}$ 的值。但在这里,我们可以利用一个已知的结论:当 $R_{L} = r$ 时,电源的输出功率达到最大。
4. **计算最大输出功率**:
当 $R_{L} = r = 110\Omega$ 时,最大输出功率为:
$P_{max} = \left(\frac{U_{oc}}{2r}\right)^2 r = \left(\frac{220V}{2 \times 110\Omega}\right)^2 \times 110\Omega = 110W$
所以,负载从电源获得的最大功率为110W,选项C是正确的。
希望这个详细的解析能帮助你更好地理解这道题目!如果你还有其他问题,随时告诉我。
相关知识点:
开路电压短路流,求最大功率用此招
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