如右圖所示電路,轉移到負載阻抗ZL的最大功率為何?

A6 W
B9 W
C18 W正確答案
D36 W
答案與詳解

正確答案18W。步驟:ω=5000,ZL=j×5000×3.6m=j18Ω,ZC=1/(j×5000×5μ)=-j40Ω。移除ZL後,從a-b看入:3.6mH電感(j18Ω)串聯4Ω電阻在下方路徑,電容(-j40Ω)與20Ω並聯於上方。先求Zth:電流源開路,從a-b看入阻抗 = (j18+4) + [20//(-j40)] = (4+j18) + [20×(-j40)/(20-j40)]。計算20//(-j40):分子=-j800,分母=20-j40,乘共軛得=(-j800)(20+j40)/((20²+40²))=(-j16000+32000)/2000=16-j8Ω。故Zth=(4+j18)+(16-j8)=20+j10Ω,Rth=20Ω。求Vth:電流源3∠0°A,電容(-j40)與20Ω並聯阻抗=16-j8Ω,此並聯組合再與電感(j18)串聯不影響開路電壓計算方向。Voc=電流源×[20//(-j40)]上的電壓,但需注意4Ω與電感在回路中。重新分析:電流源3A,其對應的Norton電路中,20Ω、電容(-j40Ω)均並聯於電流源兩端(電感j18和4Ω串聯在a-b支路外側)。開路時a-b無電流流過電感和4Ω,故Vth=電流源×(20//(-j40))的電壓,但電感j18和4Ω串聯於a端到節點,開路時無電流,壓降為0。Vth=3×(16-j8)=48-j24,|Vth|²=48²+24²=2304+576=2880。Pmax=|Vth|²/(8Rth)=2880/(8×20)=2880/160=18W
