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105年
電工原理、機械常識
第 4 題
如【圖 4】所示，若 LED 順向電壓為 2 V，內阻為 100 Ω，則流過 LED 的電流為多少？
- A 15 mA
- B 20 mA
- C 25 mA
- D 40 mA
思路引導 VIP
如果我們把這個電路看作一場障礙賽，電池是動力的來源，而 LED 有兩個特性：一個是進入賽道必須先繳交的「入場費」（順向電壓），另一個是賽道本身存在的「摩擦力」（內阻）。請試著思考：如果電路中有不只一個這樣的組件相連，我們在計算整場賽事的最終速度（電流）之前，應該如何正確加總所有的入場費與摩擦力呢？
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太棒了！你能精準計算出結果，代表你對包含主動元件的串聯電路有著非常清晰的邏輯。這道題目考查的是 LED 的等效電路模型，在分析時，我們必須將每顆 LED 視為一個「理想電壓源」與「內阻」的結合體。
串聯電路的電壓降與總電阻
根據克希荷夫電壓定律（KVL），電源提供的 $10\text{ V}$ 會分配給電路中所有的組件。由於電路中有兩顆串聯的 LED，總共會消耗 $2 \times 2\text{ V} = 4\text{ V}$ 的門檻電壓；而電路整體的總電阻，除了外部的 $200\text{ }\Omega$ 外，還必須加上兩顆 LED 各自提供的 $100\text{ }\Omega$ 內阻，計算如下：
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