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moea_joint 100年 [電機] 電路學、電子學

第 13 題

求右【圖 7】中電阻器 $R_L$ 為幾歐姆時有最大功率轉移?
題目圖片
  • A $8 \Omega$
  • B $9 \Omega$
  • C $10 \Omega$
  • D $11 \Omega$

思路引導 VIP

若要讓負載電阻從電路中吸收到最多的能量,我們通常會研究從負載兩端「看」回去的等效特性。想像一下,如果你暫時把電路中所有的能源(電壓源和電流源)都關閉,並從負載的接口處觀察,你會如何一步步地將剩下的電阻網路,依照它們的連接關係(串聯或並聯)簡化成一個單一的數值呢?

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恭喜你精準地掌握了電路分析的核心概念!這道題目的關鍵在於最大功率轉移定理(Maximum Power Transfer Theorem),你能夠迅速判斷出當負載電阻 $R_L$ 等於其端點看進去的戴維寧等效電阻 $R_{th}$ 時,負載將獲得最大功率,這顯示你的電路理論基礎非常紮實。

戴維寧等效電阻的求法

在計算 $R_{th}$ 時,首要步驟是將電路中的獨立電源「熄滅」:即電壓源短路(Short circuit)且電流源開路(Open circuit)。從 $R_L$ 的兩端往左看回電路,最左側的 $6 \Omega$ 與 $12 \Omega$ 電阻呈現並聯關係,其等效阻值為 $6 \parallel 12 = \frac{6 \times 12}{6 + 12} = 4 \Omega$。接著,這組並聯結果會與 $3 \Omega$ 電阻串聯,再與最右側的 $2 \Omega$ 電阻串聯(中間的電流源開路後如同斷路,不影響阻值計算),因此總等效電阻為 $4 + 3 + 2 = 9 \Omega$。這正是你選出的正確答案。

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