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实验九电源输出功率探究 ● 实验目的
研究电源的输出功率与电源效率
● 实验原理
如图1所示，改变外电路的电阻来改变电源的输出电压，测得电源在不同输出电压下的输出电流，根据，求得在不同电阻下电源的输出功率，并画出P-R图线来研究电源的输出功率与外电路电阻的关系。再根据得出电源的效率，画出对应的图线，研究电源效率与外电路阻值的关系。

● 实验器材
金华科数字化实验系统、数据采集器、计算机、电阻箱，内阻约为10欧电压为10V的直流电源，电键、导线、电流传感器、电压传感器。
● 实验装置

● 实验步骤
   1. 按电路图（如图9-1）将电路连接实物电路(如图9-2所示)
   2. 将电压传感器接到采集器的“通道1”上，将电流传感器接到采集器的“通道2”上，再把采集器接到电脑的“ＵＳＢ”接口上。
   3. 打开金华科数字化实验室软件，打开“多通道采样设置”对话框，设置“通道1”采集电压，““通道2”采集电流。
   4. 进入“表格数据”页面。点击“自定义变量按钮”，添加自定义变量P，设置其表达式为I2*U1，则P为电源的输出功率。添加自定义变量P0，设置其表达式为I2*10(电源电压)，则P0电源总功率。
   5. 改变电阻箱的阻值R，从0欧姆到23欧姆，每改变一次电阻箱的电阻，用“手动采集”按钮采集一组数据。
   6. 把采集的数据导入到Excel表格中进行数据处理（如图9-3）。

● 实验数据分析
当外电阻阻值增大时，电源的输出功率先增加而后减小，当电阻阻值R为10Ω左右时，发现电源的输出功率最大（如图9-4所示）；电源效率将随外电阻阻值的增加而增加（如图9-5所示）

图 9-5

● 仿真实验模拟分析
在仿真物理实验室的电学模块中，建立电路模型。通过仿真软件中的变量和曲线对象可以动态的绘制出输出功率P和电源效率η随外电路电阻R的变化曲线(如图9-6所示)。从该图像可以精确地发现当外电阻阻值为电源内阻10Ω时，电源的输出功率最大，最大值为2.5W；此时电源的效率为50%。

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