第 1 章 電學概論 -...
TRANSCRIPT
![Page 1: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/1.jpg)
34 第 4 章 直流網路分析
第 4 章 直流網路分析
第 1 部分 課後複習
1. 迴路電流法
適用:m(迴路數) 3。
依據: K.V.L.
應列電壓方程式個數 = m 個。
方程式中未知數: 各迴路(網目)電流 Ix 。
(1)各迴路設一順時針方向之環流 I1、I2、……。
(2)若迴路含有電流源,可將電流源與其並聯之電阻聯合變換
為電壓源,若無並聯之電阻,即為該迴路之環流。
(3)依克希荷夫電壓定律寫出各迴路之電壓方程式:Σ E i = Σ Vj
R11I1 R12I2 R13I3 …… = Σ E 1
R21I1 + R22I2 R23I3 …… = Σ E 2
R31I1 R32I2 + R33I3 …… = Σ E 3
………………………………………
(4)解以上聯立方程式,求出各環流之值,若求得為正值,即
與原設方向相同,如為負值,即與原設方向相反。
設任一迴路中所有電阻之總和稱為 自電阻 ,以
R11、R22、R33,…… 分別表第一,第二,第三……
迴路的自電阻。
說明 相鄰兩迴路間共同電阻之總和稱為 互電阻 ,以
R12、R23、R34……分別代表第一與第二,第二與第
三,第三與第四,……迴路間的互電阻,R12=R21,
R34=R43,……。
Σ E 1、Σ E2、Σ E 3,……分別表每一個迴路中 電壓
升的總和 。
記憶口訣:依下式寫出各迴路環流的電壓方程式:
[自電阻壓降總和]−[互電阻之壓降總
和]=[順環流方向看之電源電壓升之
代數和]
解題步驟
迴路電流法
![Page 2: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/2.jpg)
第 4 章 直流網路分析 35
![Page 3: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/3.jpg)
36 第 4 章 直流網路分析
2. 重疊定理
適用:電路中電源數 3個。
電壓重疊 定理:具有數個電源的線性網路中,跨於任一元件
的端電壓,與各電源單獨作用時所生的壓降
代數和相同。
電流重疊定理:在有數個電源同時存在的線性網路中,各元件上
的電流,與各電源單獨作用時所生之電流之代數
和相同。
討論各個電源所生之效應,須將其他電源移去。
移去電壓源:原位置 短路 。
移去電流源:原位置 開路 。
電源附屬元件,若非負載,且無效時可移去。
電壓源 並聯元件 可移去,原位置開路。
電流源串聯元件可移去,原位置 短路 。
3. 節點電壓法
適用:N(節點數) 4。
依據: K.C.L.
應列電流方程式個數 =(N 1)個。
方程式中未知數: 各節點電位 V1、V2、……。
V1G11 V2G12 V3G13 = Σ I1
方程組 V1G21 + V2G22 V3G23 = Σ I2
V1G31 V2G32 + V3G33 = Σ I3
G11、G22及G33分別代表與節點 1、2及 3連接的電導的總和稱為
自電導。
說明 G12 = G21,G13 = G31,G23 = G32分別代表兩節點間的電導稱為互
電導。
Σ I1、Σ I2及 Σ I3分別代表流入每一節點的電流總和。
(1)定出適宜的節點作為參考節點(設為 0V),並將其餘各節
點的電位定為V1、V2、V3,……。(設節點數為N)
(2)對每一節點(參考節點除外)應用克希荷夫電流定律
(K.C.L.)列出 N 1 個電流方程式(Σ Iin (X) = Σ I out (X))。
(3)解聯立方程組,以求各節點的電壓及各支路的電流,或各
解題步驟
節點電壓法
電源附屬元件移去原則
移去電源原則
定理
重疊定理
![Page 4: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/4.jpg)
第 4 章 直流網路分析 37
元件的壓降。
![Page 5: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/5.jpg)
38 第 4 章 直流網路分析
4. 密爾門定律
適用:僅適用於兩節點的電路。
依據: K.C.L.
應列電流方程式個數 = 1 個。
方程式中未知數:兩節點間電位差VAB = VA
(1)將電路中所有電壓源變換為電流源。
1 2 n1 2 n
1 2 n
E E EI ' I ' I '
R R R , ,……,
(2)將此 n個並聯的電流源依據K.C.L.(同方向相加,反方向
相減)合併成一電流源。 IAB = I1' + I2' + …… + In'
(3)將 n個電阻合併成一電阻。 RAB = R1 // R2 // …… // Rn
(4)再將電流源變換為電壓源。
VAB =(Σ I in (A))RAB
1 2 n1 2 n
1 2 n
E E E( ) (R // R // // R )R R R
…… ……
5. 戴維寧定理
適用:負載經常變動的電路中求 IL或VL。
定理:任意兩端點間的直流線性網路,均可用一 電壓源 (ETH)串聯一
個 電阻 (RTH)的等值電路來代替,如圖 4-2。
ETH之值為 負載兩端間開路電壓 。
RTH 之值為該負載兩端間開路時,且將電壓源視為短
路,而電流源視為斷路時之等值電阻。
(1)將網路中某一部分電路移去,只留下二端點,以 a、b 註
明之,並求二端間之開路電壓 ETH = Vab(O.C.)。
解題步驟 (2)將電壓源短路及電流源開路,求此二端間之等效電阻
RTH = Rab(O.C.)。
(3)將 RTH及 ETH串聯接於 a、b兩端間即為戴維寧等效電路,
再將第一步移走之電路連接於 a、b二端間。
圖 4-1
解題步驟
(圖 4-1)
密爾門定律
戴維寧等效電路 戴維寧定理
圖 4-2
![Page 6: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/6.jpg)
第 4 章 直流網路分析 39
公式 LI TH
TH L
E
R R L
L TH
TH L
RV E
R R
L LI R
6. 最大功率轉移定律
定律:在直流網路中,負載欲自電源取用最大功率,其電阻值必須等於其
戴維寧的等值電阻,如圖 4-3所示。
條件:當 RL = RTH 時,RL可獲得最大的功率。
TH
TH L
EI
R R
TH
TH
E
2R
Pmax = I2RL
2THL
TH L
E( ) RR R
= 2
TH
TH
E
4R
7. 諾頓定理
適用:負載經常變動的電路中求 IL或VL。
定理:所有線性網路均可用一 電流源 IN並聯一 電阻 RN的等效電路
代替,稱為諾頓定理。如圖 4-4所示。
IN之值為該負載兩端間 短路 電流。
RN之值與戴維寧等效電路中之 RTH同。
(1)將欲求網路中之部分電路移去,留下二端點 a、b,並將 a、
b兩端點短路,再求流過 a、b間之短路電流 IN。
(2)與戴維寧定理同法求 RN = RTH。
(3)將 IN與 RN並聯於 a、b二端點之間,即為諾頓等效電路,
再將移去之電路接於 a、b間。
※較複雜電路,可先轉換為戴維寧等效電路。
公式
最大功率轉移定律
公式
解題步驟
諾頓等效電路
諾頓定理
圖 4-3
圖 4-4
![Page 7: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/7.jpg)
40 第 4 章 直流網路分析
LI NN
N L
RI
R R
N LL N
N L
R RV I
R R
L LI R
8. 戴維寧電路諾頓電路
IN = TH
TH
E
R
RN = RTH
ETH = INRN
RTH = RN
E = 1 2 2 1
1 2
E R E R
R R
R = 1 2
1 2
R R
R R
IN = 1 2
1 2
E E
R R
RN = 1 2
1 2
R R
R R
IN = 1 1 2 2
1 2
I R I R
R R
RN = R1 + R2
E = I1R1 + I2R2
R = R1 + R2
電壓源電流源
電流源電壓源
(圖 4-5)
(圖 4-6)
圖 4-5 電壓源
圖 4-6 電流源
(圖 4-7)
電壓源的
匯流排定律
電流源的
匯流排定律
匯流排定律
圖 4-7
圖 4-8
諾
頓
電
路
戴維寧電路
![Page 8: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/8.jpg)
第 4 章 直流網路分析 41
![Page 9: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/9.jpg)
42 第 4 章 直流網路分析
第 2 部分 自我評量(題目前有「*」者,請見書末解析)
一、選擇題
I. 基本題
( A ) 1. 以迴路電流法分析電路時,是利用何種原理寫方程式? (A)克希荷
夫電壓定律 (B)克希荷夫電流定律 (C)戴維寧定理 (D)高斯定
理。
*( D ) 2. 如圖(1)所示,各迴路之電壓方程式,下列何者正確? (A)9 I1 +
6 I2 = 90 (B)9 I1 + 6 I2 = 90 (C)6 I1 + 18 I2 = 60 (D)6 I1
+ 18 I2 = 60。
*( A ) 3. 一只電動勢為 1.5V 之乾電池,外接一只 1.4Ω 之電阻器,其端電壓
變為 1.4V,則此電池之內阻為 (A)0.1 (B)1 (C)10 (D)100 Ω。
( A ) 4. 應用戴維寧定理求等效電阻時應將 (A)電壓源短路、電流源開路
(B)電壓源開路、電流源短路 (C)電壓源、電流源皆開路 (D)電壓
源、電流源皆短路。
*( A ) 5. 如圖(2)所示,流經 6Ω 之電流 I為 (A)6 (B)8 (C)12 (D)14 A。
*( D ) 6. 如圖(3)所示,4Ω 電阻器之端電壓應為 (A)6 (B)4 (C)2 (D)4 V。
*( A ) 7. 如圖(4),RTH、ETH 分別為 (A)1Ω、1V (B)1.5Ω、1V (C)2Ω、
2V (D)8Ω、1V。
圖(1) 圖(2)
圖(3) 圖(4)
![Page 10: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/10.jpg)
第 4 章 直流網路分析 43
*( C ) 8. 如圖(5)所示,求 IN 及 RN之值分別為 (A)2A、10Ω (B)1A、15Ω
(C)2A、15Ω (D)3A、20Ω。
*( B ) 9. 如圖(6)所示之等效電路中,I 之值為 (A)6 (B)3 (C) 4 (D)10
安培。
*( C )10. 圖(7)等於 (A) (B) (C) (D) 。
( B )11. 下列關於基本電路定理的敘述,何者正確? (A)在應用重疊定理
時,移去的電壓源兩端以開路取代 (B)根據戴維寧定理,可將一
複雜的迴路以一個等效電壓源及一個等效電阻串聯來取代 (C)節
點電壓法是應用克希荷夫電壓定律,求出每個節點電壓 (D)迴路
電流法是應用克希荷夫電流定律,求出每個迴路電流。
*( D )12. 如圖(8),RL 之最大消耗功率為多少瓦特? (A)12 (B)18 (C)24
(D)32。
*( C )13. 如圖(9),迴路電流 I1 及 I2值各為 (A)7、9 (B)8、12 (C)10、10
(D)12、12 A。
*( D )14. 同第 13.題,則流經 6Ω 之電流為 (A)2A 向下 (B)2A 向上 (C)4A
向上 (D)0A。
*( A )15. 如圖(10)所示,則流經 6Ω 之電流為 (A)9 (B)5 (C)3 (D)2 A。
圖(5) 圖(6)
圖(9) 圖(10)
圖(7) 圖(8)
![Page 11: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/11.jpg)
44 第 4 章 直流網路分析
*( C )16. 如圖(11),電流源供給功率為 (A)100 (B)140 (C)160 (D)160 W。
*( D )17. 如圖(12),a、b 兩端的電壓 Vab 應為多少伏特? (A)0.5 (B)1.5
(C)2 (D)5。
*( D )18. 圖(13)(a)中有三個電壓源,該電路的等效電流源電路如圖(13)(b),
試求 IT及 RT分別為 (A)45A、4Ω (B)25A、0.4Ω (C)60A、0.4Ω
(D)45A、0.4Ω。
*( B )19. 如圖(14),欲使負載 R 得到最大功率,則 R 及 Pmax 應為何值?
(A)2Ω、112.5W (B)4Ω、225W (C)4Ω、125W (D)4Ω、900W。
*( B )20. 如圖(15),IN、RN 分別為 (A)4A、2Ω (B)8A、2Ω (C)2A、4Ω
(D)4A、22Ω。
II. 進階題
*( A ) 1. 圖(16)之電路中,迴路電流 I1、I2 及 I3 之值為 (A)I1 = 4A (B)I2 =
2A (C)I3 = 6A (D)I2 = 3A。
*( C ) 2. 在圖(17)的電路中,通過 5Ω 電阻器的電流 I 大小為多少? (A)1.0
(B)1.17 (C)1.2 (D)1.25 A。
圖(15)
圖(16) 圖(17)
圖(13) 圖(14)
(a) (b)
圖(11) 圖(12)
![Page 12: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/12.jpg)
第 4 章 直流網路分析 45
*( C ) 3. 同第 2.題,哪一個電阻器上的壓降(絕對值)最大? (A)4 (B)5
(C)6 (D)12 Ω。
*( C ) 4. 如圖(18),若 V1 = 30V,則 I1為 (A)2 (B)1 (C)3 (D)3 A。
*( C ) 5. 同第 4.題,V2之電位為 (A)40 (B)10 (C)20 (D)40 V。
*( C ) 6. 如圖(19),若○A 的內阻為 0.6Ω,則流經○A 表之電流為 (A)4.8 (B)5
(C)4 (D)5.5 A。
*( C ) 7. 如圖(20),RTH、ETH 分別為 (A)5Ω、24V (B)4Ω、54V (C)8Ω、
54V (D)5Ω、6V。
( D ) 8. 同第 7.題,在 A、B 間接一 19Ω 之負載,則流經負載之電流為 (A)6
(B)5 (C)4 (D)2 A。
*( B ) 9. 如圖(21),IN 及 RN 值各為 (A)4A、15Ω (B)9A、4Ω (C)3A、4.5Ω
(D)3A、4Ω。
*( B )10. 如圖(22)所示之電路,其戴維寧等效電路 Rab 為 (A)25Ω (B)100Ω
(C)1KΩ (D)2KΩ。
圖(18) 圖(19)
圖(20)
圖(21)
圖(22)
![Page 13: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/13.jpg)
46 第 4 章 直流網路分析
二、計算題
1. 試求圖(23)所示負載 RL的戴維寧等效
電路中的 ETH、RTH及 IL。
解析:(1) 利用密爾門定理
1TH o 1 2 3
1 2
EE ( I ) [(R R ) // R ]
R R
.
25( 3) [(2 3) // 5] 20V2 3
TH 4 1 2 3R R [(R R )// R ]
= 2.5 + [(2 + 3) // 5] = 5Ω
(2) THL
L TH
E 20I 2A
R R 5 5
2. 試求圖(24)電路中 RL為多少時可獲得最大功
率,其最大功率 Pmax 為多少?
解析:(1) RL = RTH = R1 // R2 = 30 // 60
= 20Ω(移去電壓源)
(2) ETH = E. 2
1 2
R
R R
60240 160V
30 60
2
THmax
TH
EP
4R
2160320W
4 20
3. 試求圖(25)電路中 RL的諾頓等效電路,並
求出 IL。
解析:(1) IN = I ab (S.C.)
o 1o
o 1 2
R EI
R R R
電流重疊定理
8 36
6 1A8 4 12
RN = R2 // (R1 + Ro) = 12 // (4 + 8) = 6Ω
(2) NL N
N L
RI I
R R
61 0.5A
6 6
圖(23)
圖(24)
圖(25)
![Page 14: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/14.jpg)
第 4 章 直流網路分析 47
4. 試將圖(26)(a)、(b)所示的電路化為單一電
壓源及電阻串聯的等效電路。
解析:(1) E = IoRo = 512 = 60V
R = Ro = 12Ω
(2) E = I1R1 + (I2)R2
= 64 + (3)5 = 9V
R = R1 + R2 = 4 + 5 = 9Ω
5. 試利用迴路電流法求出圖(27)中各迴路的電流。
解析:
1
1 2 3
2 3
I 5
6I (6 6)I 6I 12
6I (6 6)I 0
解聯立方程組可得:
I1 = 5A,I2 = 2A,I3 = 1A
6. 試利用節點電壓法求出圖(28)電路中流經 4Ω
電阻器的電流 I 及 3Ω 電阻器的電流 IT。
解析:(1) 利用節點電壓法可得:
1 2
1 2
1 1 1 1 24V ( ) V
4 12 6 6 12
1 1 1 1 12V ( )V
6 3 4 6 3
解聯立方程組V1 = 2.4V V2 = 4.8V
(2) 2
2
V 0I
R
4.8 01.2A
4
(3) 1 2T
1
E VI
R
12 4.82.4A
3
(a) (b) 圖(26)
圖(27)
圖(28)
![Page 15: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/15.jpg)
48 第 4 章 直流網路分析
7. 試應用重疊定理求出圖(29)電路中的電流
I1、I2 及 I3。
解析:利用電流分配定則及歐姆定律可得:
(1) 1
(2 3) 45 3I 6 15
10 (2 3) 2 10 3 3 (10 2)
2 3 3 2A
(2) 2
10 45 3I 6 15
10 (2 3) 10 2 3 3 (10 2)
4 3 3 4A
(3) 3
10 45 10 2I 6 15
10 (2 3) 2 10 3 3 (10 2)
4 3 12 11A
第 3 部分 歷屆試題觀摩
*( B ) 1. 有一內含直流電源及純電阻之兩端點電路,已知兩端點 a、b 間之
開路電壓 Vab = 30V;當 a、b 兩端點接至一 20Ω 之電阻,此時電壓
Vab = 20V;此電路最大之功率輸出為 (A)18 (B)22.5 (C)45
(D)90 W。
*( A ) 2. 如圖(1)所示,求 I = (A)5.5 (B)7.5 (C)10 (D)12.5 mA。
*( A ) 3. 有一內含直流電源及純電阻之兩端點電路,已知兩端點 a、b 間之
開路電壓 Vab = 30V;當 a、b 兩端點接至一 20Ω 之電阻,此時電壓
Vab = 20V;則此電路之 a、b 兩端需要接至多大之電阻方能得到最
大功率輸出? (A)10 (B)20 (C)30 (D)40 Ω。
*( B ) 4. 如圖(2)所示之電路,電阻 RL 可得之最大功率為多少瓦特? (A)9
(B)18 (C)27 (D)36 W。
圖(29)
圖(1) 圖(2)
![Page 16: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/16.jpg)
第 4 章 直流網路分析 49
*( C ) 5. 如圖(3)所示之電路,由 4Ω 電阻所消耗之功率為多少瓦特? (A)4
(B)8 (C)16 (D)32 W。
( A ) 6. 如圖(4)的電路中,電壓值V1是多少? (A)2 (B)3 (C)5 (D)8 V。
*( D ) 7. 如圖(5)所示,求 E2 在 R2 上所產生之壓降為何? (A)4 (B)10
(C)3 (D)12 V。
*( A ) 8. 如圖(6)所示,求電壓 Vo = (A)14.4 (B)24.4 (C)34.4 (D)44.4 V。
*( D ) 9. 如圖(7)所示電路節點 V1及 V2的電壓值,各為多少伏特? (A)V1 =
6V,V2 = 4V (B)V1 = 6V,V2 = 10V (C)V1 = 7V,V2 = 4V (D)V1
= 7V,V2 = 10V。
*( C )10. 如圖(8)所示之電路,電流源所供給之功率為多少瓦特? (A)12
(B)24 (C)48 (D)60 W。
*( B )11. 如圖(9)所示之電路,左側獨立電壓源為 A 伏特,右側獨立電流源
為 B 安培,則流經 Rb電阻之電流安培數為何? (A) b
a b
A R B
R R
(B) a
a b
A R B
R R
(C) a
a b
R A B
R R
(D) b
a b
R A B
R R
。
*( B )12. 如圖(10)之直流電路,求其中 12V 電源供給之電功率 P =? (A)180
(B)168 (C)156 (D)144 W。
圖(3) 圖(4) 圖(5)
圖(6) 圖(7) 圖(8)
圖(9) 圖(10) 圖(11)
![Page 17: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/17.jpg)
50 第 4 章 直流網路分析
*( C )13. 如圖(11)所示之某信號傳輸電路,其輸入電壓(V1 及 V2)與輸出電
壓(Vo)關係表示為 Vo = aV1 + bV2,則 (A)a = 1
8 (B)b =
1
4
(C)a + b = 3
4 (D)a + b =
3
8。
*( A )14. 如圖(12)所示之電路,當開關 S 打開時 Vab = 36V,S 接通時 I = 6A,
則當 a、c間短路時電流 I為何? (A)36 (B)18 (C)7.2 (D)6 A。
*( A )15. 一戴維寧等效電路其等效電阻為 RTH,外加負載電阻為 RTH 的 a 倍,
則此時負載上之功率與最大功率傳輸時之功率比為何?
(A)4a:(a + 1)2 (B)2a:(a + 1)
2 (C)4a:(a + 2)2 (D)9a:(a + 2)
2。
*( C )16. 如圖(13)所示之電路,電流 I 為何? (A)1.5 (B)3 (C)5 (D)6 A。
*( D )17. 如圖 (14)所示之電路,迴路電流 Ib 為何? (A)2 (B)1 (C)1
(D)2 A。
解析
第 2 部分 自我評量
I. 基本題
2. LoopI1:9I1 6I2 = 90 LoopI2:6I1 + 18I2 = 60
3. ∵ LL
L
VI
R
1.41A
1.4 L LE V I r . 1.5 1.4 1 r ∴電池內阻 r = 0.1Ω
5. 利用電流重疊定律 1 1o
1 2 1 2
E RI I
R R R R
18 312 6A
3 6 3 6
6. 利用密爾門定理: 1 2ab 1 2 3
1 2
E EV ( )(R //R //R )
R R
4 20( )(8 //8 // 4) 4V8 8
7. TH AB(O.C.) 1 2R R R // R 移去電源│ 2// 2 1
圖(12) 圖(13) 圖(14)
![Page 18: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/18.jpg)
第 4 章 直流網路分析 51
2TH AB(O.C.)
1 2
RE V E
R R
分壓律
22 1V
2 2
8. N TH ab(O.C.) 2 1R R R = R + R │移去電源 = 5+10 =15
1 1N ab(S.C.) o
1 2 1 2
E RI I I
R R R R
20 101 2A
10 5 10 5
9. 1 2N ab(S.C.) 1 2
1 2 1 2
R RI I I I I
R R R R
分流律及電流重疊律
2 210 4 3A
2 2 2 2
10. 1 2ab(O.C.) 1 2
1 2
E EE V ( )(R // R )
R R 密爾門定理
20 16( ) (0.3// 0.2) 17.6V0.3 0.2
ab(O.C.) 1 2R R R // R │移去電源 0.3// 0.2 0.12
12. L THR = R = 3//6 = 2 TH
12 24E ( )(3// 6) 16V
3 6
2
THmax
TH
EP
4R
21632W
4 2
13. 利用迴路電流法:
1 2
1 2
1 2
(2 6 1)I 6I 60 30I 10A I 10A
6I (1 2 6)I 30
,
14. 1 2I I I 10 ( 10) 0A
15. 利用電流源 電壓源(如右圖)
∴108 54
I 9A9 6 3
16. 1X o 1 2
1
EV ( I )(R // R )
R
50( 5) (6 // 4) 32V
6
I X ooP V I 32 5 160W
17. 利用重疊定理可得: ab o 1 1V I R E 1 2 3 5V
18. T AB(S.C.)
10 20 30I I 45A
1 1 2 T
2R 1//1// 2 0.4
2 2 1
19. THR R 6//12 4 TH
36E ( 9) (6 //12) 60V
6
2
THmax
TH
EP
4R
260225W
4 4
20. 1 2 3N AB(S.C.)
1 2 3
E E EI I
R R R
30 24 208A
6 12 4
![Page 19: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/19.jpg)
52 第 4 章 直流網路分析
N AB(O.C.) 1 2 3R R R // R // R 12
6 //12 // 4 22 1 3
II. 進階題
1. I1 = 4A I1 + 3I2 2I3 = 8 I2 = 6A,I3 = 3A 2I2 + 4I3 = 0
2. 1 3
1
V V 12 6I 1.2A
R 5
3. 利用節點電壓法 V1 = +12V,V3 = +6V
2 2 22
V 12 V 0 V 60 V 5V
6 4 12
4. 1
1
x
E VI
R
60 303A
10
5. V2 = V1 I2Ry = 30 25 = 20V
6. 利用戴維寧定理可得:
TH AB(O.C.)E V9 3
24 ( ) 14.4V1 9 7 3
TH AB(O.C.)R R (1// 9) (3// 7) 3
○A TH
TH A
E
R R
14.44A
3 0.6
7. TH AB(O.C.)R R 2 6 8 TH AB(O.C.)E V 24 5 6 54V
9. N AB(S.C.)I I9 54
24 9A3 9 6
N AB(O.C.)R R (3 9) // 6 4
10. i
1
ei
R T3V
2K
T
T
0
VI 20i
R K.C.L.
T T T3V V V20 ( )
2K 25 100
Tab
T
VR
I T
T
V100
V
100
第 3 部分 歷屆試題觀摩
1. 2
max
EP
4r
23022.5W
4 10
2. ab(S.C.) o
1
EI I I
R
153m 5.5mA
6K
![Page 20: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/20.jpg)
第 4 章 直流網路分析 53
3. ∵a、b 兩端間開路時(I = 0A) ab(O.C.)E V 30V
當 a、b 間接 R = 20Ω 時,Vab = 20V
∴ ab
ab
E Vr R
V
30 2020 10
20
依據最大功率轉移定律 R = r = 10Ω
4. RL = RTH = 2Ω ETH = 32 + 6 = 12V 212
18W4 2
2
THmax
TH
EP
4R
5. 利用惠斯登平衡電橋原理可移去 2Ω
∴ 2
4 1 1P I R 212( ) 4 16W4 2
7. 1 2R 2 2
3 1 2
R // RV ' E
R (R // R )
1.6K // 2.4K32 12V
1.6K (1.6K // 2.4K)
8. ab
15K //(4K 6K)V 54 36V
3K [15K //(4K 6K)]
o
4KV 36 14.4V
4K 6K
9. 利用節點電壓法:
1 1 1 2
1 2
1 2
2 1 2 2 1 2
V 6 V V V0
6V 3V 123 6 2V 7V V 10V
V V V V 32 4V 6V 320
2 8 8
10. 利用密爾門定律可得到 4A 電流源兩端電壓為
1 T TV I R 12
(4 ) (3// 6) 12V6
1 1P V I 12 4 48W
11. 利用電流重疊定理: a a
a b a b a b
A R A BRI B
R R R R R R
12. ∵Va = E1 = +12V
Vb = E2 = 6V
利用克希荷夫電流定律:
I = I1 + I2 + I3 + I4 a b a a b a
1 2 3 4
V V V 0 V V V 0
R R R R
12 ( 6) 12 0 12 ( 6) 12 0
6 3 6 3
=3 + 4 + 3 + 4 = 14A ∴
1E 1P E I 12 14 168W .
13. 利用電壓重疊定理:
1o 1 2 2
V 2K 1K 1KV = aV + bV = V
2 1K 1K 2K 2K 1K 1K
1 2
1 1V V
4 2
![Page 21: 第 1 章 電學概論 - 203.64.46.25203.64.46.25/基本電學I隨堂講義-第4章(教師用本).pdf36 第4 章 直流網路分析 2. 重疊定理 適用:電路中電源數 3](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022041514/5e2a33ee5a95b62fe73b9338/html5/thumbnails/21.jpg)
54 第 4 章 直流網路分析
∴1 1 3
a b a b4 2 4
,
14. 利用戴維寧定理,其直流線性有源電路可視為一個直流
電壓源及一電阻器串聯而成。
ab(O.C.)E V 36V ,開關 S 閉合後
L
EI
r R
366 r 1
r 5
∴當 a、c 間短路時, ac(S.C.)
EI
r
3636A
1
15. 2
THmax
TH
EP =
4R
2 2THL L L
TH L
EP I R ( ) R
R R
22TH TH
TH 2TH TH TH
E E a( ) aRR aR (a 1) R
∴
2TH
2TH
2 2max TH
TH
aE
P 4a(a 1) R
P E (a 1)
4R
16. 利用密爾門定理可得:
0X 1 2 1 2
1
EV ( I I ) (R // R )
R (R3無效)
45( 5 2.5) (6 // 6) 30V
6
17. 用迴路電流法可得:
a 1 3 b 3 1
a 3 b 2 3 2
I (R R ) I R E
I R I (R R ) E
a b
a b
(2 4)I 4I 2
4I (4 1)I 6
a b
a b
6I 4I 2
4I 5I 6
a
b
I 1A
I 2A
∴ X
2
V 0I
R
305A
6