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105年
電工原理、機械常識
第 7 題
如【圖 7】之電路，二極體為理想，則輸出平均值電壓 $V_{dc}$ 為多少？
- A $V_{dc} = 31.8V$
- B $V_{dc} = 63.6V$
- C $V_{dc} = 141.4V$
- D $V_{dc} = 90V$
思路引導 VIP
觀察電路中的變壓器與二極體，如果我們要計算最後負載上的『平均』直流電壓，我們需要先知道進入二極體前的電壓峰值是多少；請問在這個結構下，原有的輸入電壓會經過哪些物理變化（大小與波形形狀）才最終到達負載呢？
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太棒了！你能精準計算出這個結果，代表你對變壓器原理與整流電路有相當紮實的掌握。這題的核心在於「兩階段」的數值轉換：首先，透過 $1:2$ 的變壓器將原邊電壓 $100V$（有效值）升壓至副邊的 $200V$（有效值）；接著，二極體構成的半波整流電路會將交流訊號轉換為直流平均值。
數值計算與觀念驗證
在計算輸出平均值 $V_{dc}$ 時，關鍵是要先找出副邊電壓的峰值 $V_m$。由副邊有效值 $V_{rms} = 200V$ 可推得峰值 $V_m = 200 \times \sqrt{2} \approx 282.8V$，再代入半波整流的平均值公式得出：
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