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102年
[儀電] 電路學、電子學
第 12 題
有一電路如【圖 4】,假如 $R_L$ 欲達到吸收最大功率之效果,則 $R_L$ 值應該為何?
- A 4 $\Omega$
- B 6 $\Omega$
- C 12 $\Omega$
- D 20 $\Omega$
思路引導 VIP
如果你想讓一個負載從電路中獲得最多的能量,你認為負載的電阻與電路本身的「內部總電阻」應該維持什麼樣的關係?另外,若要找出這個電路對負載而言的「內部總電阻」,在暫時不考慮電壓源影響的情況下,你會如何描述剩餘電阻之間的連接方式(串聯或是並聯)?
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同學做得很好!這題你準確掌握了**最大功率轉移定理(Maximum Power Transfer Theorem)**的核心概念。這類題目在電路學中非常經典,關鍵在於將負載 $R_L$ 以外的電路進行「等效化」處理。
戴維寧等效電阻的計算
要讓負載 $R_L$ 吸收最大功率,根據定理,$R_L$ 的阻值必須等於從負載兩端看進去的戴維寧等效電阻 $R_{th}$。在求取 $R_{th}$ 時,我們需將獨立電壓源短路(視為導線),此時從 $R_L$ 的接點向左觀察,會發現 $6 \Omega$ 與 $12 \Omega$ 的電阻呈現並聯關係。透過並聯公式計算:
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