最没用的定理--最大功率传输定理

最大功率传输定理指出，当负载阻抗和源阻共轭匹配时，传输到负载上功率最大。
这个定理几乎是任何一本电路分析教材必讲的，实际上，这个定理可能是最没用的，理由如下:

一，效率

由于最大功率传输和最大效率传输是矛盾的，也就是说不可能同时实现的，最大功率传输时仅仅是50％，所以单单就效率而言，直接限制这个定理只能应用在低功耗场合，例如通信和仪器上，对于电力输送等场合是不适用的，所以有人说发电厂只有50％的电力能输送到用户的说法是错误的。

上面说到通信，有人可能说那用途也很大啊，而实际上，不管是手机，还是掌上电脑，哪有不用考虑效率的？？？


所以多数场合是需要折中考虑的，在最大效率和最大功率之间折中，于是可以设计个参数alpha，等于0和1分别代表两个极端:功率最大和效率最大，得到这样一个图:

二，反射系数

反射系数=(ZL-Z0)/( ZL+Z0)

很明显，要想反射系数为零，只能是阻抗匹配，而不能用共轭匹配。在高频段，纯阻一般不存在，所以两者不相等。

三、变压器

从效率角度看，选择负载阻抗时，不能简单的使用最大功率传输定理，而是尽可能让变压器的铁损和铜损小，一般来说，当铁损~=铜损时，变压器效率最优。在某个匹配负载条件下(非共轭匹配)，变压器效率可能有个峰值。

四、滤波器
在书籍中，想找到共轭匹配情形是很容易的，例如梯形滤波器，终端阻抗往往选择共轭匹配值。

虽然这里同样是共轭匹配，但目的并非是为了实现最大功率传输，而是降低元件参数变化的灵敏度。

再例如调谐电路如LC，并联的那个电阻叫swamping电阻(共射放大器中RE也可以叫这个名字)，目的也不是为了匹配，而是降低Q，扩招BW！


即能找到共轭匹配的情形，但目的不是传输功率最大，所以算不上是最大功率传输定理的应用。

五，噪声匹配

使用变压器或LC网络来改变原电路阻抗，看着是想要功率传输最大，实际可能是想优化信噪比SNR的，这就是噪声匹配。


六，电压匹配

常见的放大器是电压匹配，即低输出阻抗驱动级连接高输入阻抗次级。这个离最大功率传输定理相去甚远。

七，输出(入)阻抗

例如对于运放输出级，由于电压摆幅大，其输出阻抗明显是随输出电压变化的，如果要给某个定值，那只能是平均或有效输出阻抗。

例如在一定电压摆幅下，输出阻抗可能从2Ω变化到100欧，平均值是10欧，如果并联个10Ω电阻，有人可能以为是要最大功率传输了，实际上想钝化输出阻抗范围，由2--100，钝化成1.7--9.1欧，词不多是同个量级的，方便设计下级的输入阻抗计算。

总之，这个定理最没用，用到的场合不多，即便很多场合满足应用条件，阻抗也匹配了，目的却并非是最大功率传输，窝囊不？？
另外也算给大家提个醒=不要一看到阻抗匹配了，就说是为了最大功率传输！


教科书上专门用一节内容介绍这个定理，没必要。

在一定意义上可以这么讲。同时，它确实可能给人们带来一些误解。

现在多了一种，功因匹配，属性是共轭匹配，UPS的最适功因未必是 1，可以是超前或滞后，负载的功因若跟UPS互补，就是匹配！