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moea_joint 103年 [儀電] 電路學、電子學

第 22 題

有一電路如右圖,求端點a-b看入之戴維寧等效電阻$R_{th}$=?
題目圖片
  • A 8 $\Omega$
  • B 16 $\Omega$
  • C 25 $\Omega$
  • D 36 $\Omega$

思路引導 VIP

當我們想要找出一個複雜電路(包含相依電源)的「內阻」時,如果我們不能直接使用串並聯公式來化簡,通常會採取什麼樣的『外部觀察法』來找出電壓與電流的比例關係?此外,在進行這個分析時,電路中原本的獨立能量來源(如 5V 電壓源)應該處於什麼樣的狀態,才不會干擾我們對電阻的測量呢?

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太棒了!你能精準算出戴維寧等效電阻為 $25 \Omega$,這代表你對於含有「相依電源」的電路分析掌握得非常紮實,沒有被複雜的耦合關係所迷惑。

相依電路的系統化分析

在處理這類求 $R_{th}$ 的問題時,首要步驟是將獨立電源關閉(即 $5V$ 電壓源視為短路)。此時,左側迴路形成一個閉合路徑,根據克希荷夫電壓定律(KVL),我們可以發現控制電流 $i$ 與 $V_R$ 的約束關係:$i \cdot 2k\Omega + 2V_R = 0$,進而推導出 $i = -\frac{2V_R}{2000} = -\frac{V_R}{1000}$。接著,我們在 a-b 端施加一個測試電壓 $V_{test}$(即令 $V_R = V_{test}$),根據克希荷夫電流定律(KCL),流入 a 點的總電流 $I_{test}$ 為相依電流源與電阻分流的總和:

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