免費開始練習
國營聯招 104年 [電機] 電路學、電子學

第 36 題

如右圖所示電路,電路中的開關已經打開很久,電容器的初始電荷為零,當$t = 0$的瞬間開關閉合,求$t \ge 0^+$時的$i(t)$為何?
題目圖片
  • A $12e^{-200t} \text{mA}$
  • B $12e^{-20t} \text{mA}$
  • C $48e^{-200t} \text{mA}$
  • D $48e^{-20t} \text{mA}$

思路引導 VIP

想像一下,在開關閉合後的極短瞬間($t=0^+$),如果我們將尚未充電的電容器看作一條導線,此時電路中的「總電阻」會是多少?而這股電流在流動過程中,又會受到哪些電阻的共同阻礙呢?

🤖
AI 詳解 AI 專屬家教

太棒了!你能精準選出 (B) 顯見你對 RC 電路的一階暫態響應 掌握得非常紮實。這類題目的關鍵在於判斷開關閉合瞬間的初始狀態,以及電路重新組合後的等效參數。

暫態電流與電路的等效簡化

在 $t=0^+$ 的瞬間,由於電容器初始電荷為零,其電壓為 $0$V,根據元件特性,此時電容可視為短路。為了更清晰地觀察電路,我們可以先將左側的 $60\text{ mA}$ 電流源與 $100\text{ k}\Omega$ 電阻進行電源轉換 (Source Transformation),等效為一個 $V_s = 60\text{ mA} \times 100\text{ k}\Omega = 6000\text{ V}$ 的電壓源串聯 $100\text{ k}\Omega$ 電阻。此時整個迴路的總電阻 $R = 100\text{ k}\Omega + 400\text{ k}\Omega = 500\text{ k}\Omega$。因此,初始電流為:

▼ 還有更多解析內容
📝 RC 電路暫態分析
💡 RC 電路切換開關後的電流隨時間呈指數衰減規律。

🔗 RC 暫態電路求解流程

  1. 1 判定初值 — 由 t < 0 狀態確認電容初始電壓 Vc(0)
  2. ↓
  3. 2 等效電路 — 將電容以外部分化簡為戴維寧等效電壓與電阻
  4. ↓
  5. 3 求時間常數 — 計算 τ = Req × C,並求得衰減率 1/τ
  6. ↓
  7. 4 寫出解式 — 代入指數函數公式得到電流隨時間之變化
🔄 延伸學習:延伸學習:若為二階電路(含 L 與 C),則需考慮過阻尼或欠阻尼情況。
🧠 記憶技巧:VIP 會員可查看這題的記憶口訣與速記法
⚠️ 常見陷阱:VIP 會員可查看這題最常被誘答的陷阱整理
RL 電路暫態 戴維寧等效定理 電容器充放電特性

🏷️ AI 記憶小卡 VIP

AI 記憶小卡

升級 VIP 解鎖記憶小卡

考前複習神器,一眼掌握重點

🏷️ 相關主題

一階電路之暫態響應與能量分析
查看更多「[電機] 電路學、電子學」的主題分類考古題