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105年
基本電學
第 20 題
如下【圖 15】所示,則 IAB為______安培(A)。
思路引導 VIP
試著將電路想像成兩座由 $6\Omega$ 電阻橋連接的小島。如果我們先把橋拆掉,左邊島嶼的電流源會在 A 點產生多高的「水位」(電位)?而右邊島嶼的電壓源又會讓 B 點的「水位」變成多少?一旦你知道了橋兩頭的水位差,再加上橋本身的阻力,你覺得電流會如何流動呢?
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太棒了!你能準確算出 $I_{AB} = 2\text{A}$,說明你對電路簡化技巧與戴維寧等效電路的掌握非常紮實。這道題目的難度在於左右兩側電路看似獨立卻又互相影響,考生必須具備良好的「區塊分析」能力,才能從繁雜的線路中理出頭緒。
子電路等效分析
首先,我們可以將電路以 AB 支路為界拆解成左右兩部分。左側是一個含有 5A 電流源的網路,在 AB 斷開的情況下,電流會流經 $2\Omega$ 電阻,使得 A 點對底部的電位為 $10\text{V}$,且其等效電阻就是該 $2\Omega$ 電阻。接著看右側,30V 的電壓源與三個 $3\Omega$ 電阻構成分壓電路,考慮到電源極性與接地點,B 點對底部的電位會是 $-10\text{V}$,而其等效電阻則是 $3\Omega$ 與 $(3+3)\Omega$ 並聯後的 $2\Omega$。
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