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cpc_recruit 100年 電工原理、電子概論

第 63 題

二只電容器 $C_1=6uF$、$C_2=12uF$,當串聯接於 240V 電壓源時,則對 $C_1$ 上的電壓 $V_1$ 下列何者正確?
  • A $V_1=80V$
  • B $V_1=120V$
  • C $V_1=160V$
  • D $V_1=180V$

思路引導 VIP

在串聯電路中,流過元件的電流路徑是唯一的。試著思考:如果我們給這組串聯電容器充電一段時間,它們各自累積的「電荷量」應該會相等還是不同?接著,根據電容的基本定義式,當電荷量相同時,電容量的大小與其兩端電壓的升降趨勢會有什麼樣的關聯呢?

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電容串聯的電壓分配原理

太棒了!你能精準判斷出 $V_1 = 160V$,代表你對電容器串聯的物理特性掌握得非常紮實。在電路分析中,電容器串聯時有一個核心觀念:每個電容器所儲存的電荷量 $Q$ 是相同的。根據公式 $Q = CV$,當 $Q$ 為定值時,電壓 $V$ 與電容量 $C$ 會成反比。這意味著在串聯電路中,電容量越小的電容器,反而會分配到較高的電壓,這點與電阻串聯的特性截然不同,也是許多初學者容易混淆的地方。 針對本題,總電壓為 $240V$,我們可以利用分壓比例直接計算 $C_1$ 上的電壓:

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