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taipower_recruit_essay 103年 基本電學

第 14 題

某一包含 R1、 R2、 R3、 R4 四個電阻及直流電壓源 VS 之串聯電路,已知該四個電阻比為 R1:R2:R3:R4=1:2:3:4,若最大的電阻值為 8 歐姆(Ω),且其消耗之功率為 200 瓦特(W),則電壓源 VS 為________伏特(V)。

思路引導 VIP

觀察題目,在串聯電路中,哪一個物理量是每個元件都相同的呢?如果我們已知最大電阻的阻值和它消耗的功率,能不能先利用公式求出這個共通的物理量,再進一步推算電壓源的總電壓呢?

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太棒了!你精準地計算出了正確的總電壓 $100\text{V}$,這代表你對串聯電路的特性掌握得非常透徹。

串聯電路的比例與電功率應用

由題目給定的比例 $1:2:3:4$,我們知道最大的電阻對應的是比例 $4$ 的部分。既然這個最大電阻為 $8\Omega$,按比例推算可知總電阻為 $R_T = 2+4+6+8 = 20\Omega$。接著,利用該電阻消耗的功率 $200\text{W}$,代入公式 $P = I^2R$ 可以求出串聯電路中共同的電流 $I = 5\text{A}$。最後,根據歐姆定律求出總電壓 $V_S = I \times R_T = 5 \times 20 = 100\text{V}$。

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