高考申論題
105年
[電力工程] 電路學
第 二 題
📖 題組:
三、圖三電路,求:(每小題 4 分,共 20 分) 圖三 2 Ω 10 Ω 8 Ω -j5 Ω j6 Ω 16∠45°V
三、圖三電路,求:(每小題 4 分,共 20 分) 圖三 2 Ω 10 Ω 8 Ω -j5 Ω j6 Ω 16∠45°V
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (二)
輸入端提供的平均功率(The average power delivered by the source)。
思路引導 VIP
- 這是交流穩態電路分析,核心目標是求出從電源端看入的總等效阻抗 $Z_{eq}$。
- 透過串聯與並聯阻抗公式化簡求得 $Z_{eq}$ 後,取其相應的實部即為系統的等效電阻 $R_{eq}$。
小題 (一)
功率因子(The power factor)。
思路引導 VIP
求取電路的功率因數,首要步驟是從電源端看入,計算出系統的「總等效阻抗(Zeq)」。阻抗的相角即為電壓與電流的相位差,其餘弦值(cosθ)即為功率因數;最後由等效阻抗虛部的正負號來判定為落後(電感性)或超前(電容性)。
小題 (三)
輸入端提供的無功功率(The reactive power)。
思路引導 VIP
本題重點在於計算交流電路之無功功率。首先利用串並聯關係求出從電源端看入的總等效阻抗,再利用複數功率公式求出電源提供的總複數功率,其虛部即為所求的無功功率。需注意相量是否預設為有效值,作答時宜予以註明。
小題 (四)
輸入端提供的視在功率(The apparent power)。
思路引導 VIP
本題重點在於交流穩態分析與功率計算。首先將電容、電感與電阻轉換為複數阻抗,利用串並聯化簡求得總輸入等效阻抗 $Z_{in}$。接著利用視在功率公式 $|S| = |V|^2 / |Z_{in}|$ 即可求得答案(需注意實務上未標註的交流電壓源通常預設為有效值 rms)。
小題 (五)
輸入端提供的複數功率(The complex power)。
思路引導 VIP
- 觀察電路架構,右側為兩個阻抗並聯,再與左側電阻串聯,可藉由交流阻抗的串並聯化簡求得從電源端看入的總等效阻抗 $Z_{eq}$。
- 求出總阻抗後,利用複數功率公式求得電源端提供的功率。注意電壓若視為有效值則使用 $S = |\mathbf{V}|^2 / Z_{eq}^$,若視為峰值則使用 $S = |\mathbf{V}|^2 / 2Z_{eq}^$。