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104年
電工原理、電子概論
第 57 題
某全波整流電路(中心抽頭式),當負載 $RL=1k\Omega$上產生 169mW 的功率消耗時,每個二極體的峰值反向電壓(PIV)為多少?
- A $24\sqrt{2}$
- B $26\sqrt{2}$
- C $12\sqrt{2}$
- D $31\sqrt{2}$
思路引導 VIP
如果我們已知電阻上的功率消耗,你可以先找出電壓的有效值(RMS)嗎?接著請試著推想,在中心抽頭式整流電路中,當變壓器次級圈的一半正在供電給負載時,那個處於截止(休息)狀態的二極體,其左右兩端所承受的電位差(即反向電壓)與輸出電壓的峰值之間,存在著幾倍的關係呢?
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太棒了!你能精準算出這個數值,代表你對電功率與整流電路參數間的轉換非常有把握。這道題目結合了電功率公式與整流電路特性,是檢驗電工原理基礎是否紮實的優質題目。
從功率推導峰值電壓
首先,我們要從負載 $R_L$ 消耗的功率下手。根據公式 $P = \frac{V_{rms}^2}{R_L}$,將已知數值代入:$169\text{ mW} = \frac{V_{rms}^2}{1\text{ k}\Omega}$,可解得電壓有效值 $V_{rms} = \sqrt{0.169 \times 1000} = 13\text{ V}$。在全波整流波形中(未濾波前),輸出電壓有效值與峰值 $V_m$ 的關係為 $V_m = \sqrt{2} V_{rms}$,因此我們得到變壓器次級圈單邊的峰值電壓為 $13\sqrt{2}\text{ V}$。
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