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Maximum Power Transfer Theorem

 

Experiment Name: Verification of Maximum Power Transfer Theorem

1. OBJECTIVE

To verify the Maximum Power Transfer Theorem in a DC network and to prove that maximum power is delivered to the load (R_L) when it is equal to the internal resistance (R_i) of the source.

 

2. APPARATUS REQUIRED

DC Power Supply: 0–30V
Fixed Resistor (Ri): 100 Ω
Decade Resistance Box (RL): 0–500 Ω
Digital Multimeter: 2 units (to measure current and voltage)
Breadboard & Wires

 

3. CIRCUIT DIAGRAM

Maximum Power Transfer Theorem - GeeksforGeeks

4. THEORY

The Maximum Power Transfer Theorem states that for a network to deliver maximum power to a load, the load resistance (R_L) must be equal to the internal resistance (R_i) of the source as seen from the load terminals.

Power delivered to the load:
P = I² × RL
Where I = V / (Ri + RL)
Maximum power occurs when dP/dRL = 0, leading to Ri = RL .

5. OBSERVATION TABLE

Constants: Source Voltage (V) = 10V, Internal Resistance (R_i) = 100 Ω

Reading No.

Load Resistance RL​ (Ω)

Current I (mA)

Load Voltage VL​ (V)

Power P (mW)

1

20

83.33

1.67

139.16

2

50

66.67

3.33

222.01

3

80

55.56

4.44

246.68

4

100

50.00

5.00

250.00

5

120

45.45

5.45

247.70

6

150

40.00

6.00

240.00

7

200

33.33

6.67

222.31



6. GRAPH

7. CALCULATION

At maximum power point:
Theoretical R_L = 100 Ω
P_max = V² / (4 × R_i)
P_max = 10² / (4 × 100) = 100 / 400 = 0.25 W = 250 mW

8. RESULT

It is observed that the maximum power is transferred to the load when R_L is equal to R_i. The experimental maximum power is 250 mW, which matches the theoretical calculation.

9. PRECAUTIONS

Tight Connections: Ensure all connections are tight to avoid extra resistance.
Component Heating: Avoid long operation as resistance may change.
Polarity Check: Ensure correct multimeter polarity.
Small Increments: Use small resistance steps near R_i.
Range Selection: Set proper multimeter range.
Zero Error Check: Ensure meters read zero before starting.

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