地特三等申論題
106年
[電力工程] 電路學
第 一 題
📖 題組:
下圖中,三個理想的變壓器串聯相接,分別之線圈紮數比為 4:1、3:2 及 1:8,整個電路可等效視為一個理想變壓器具有線圈紮數比 1:n,請求出: (一) n =?(5 分) (二) Zin =?(5 分) (三) I1(rms) =?(5 分) (四) 負載 RL 的功耗 PL =?(5 分)
下圖中,三個理想的變壓器串聯相接,分別之線圈紮數比為 4:1、3:2 及 1:8,整個電路可等效視為一個理想變壓器具有線圈紮數比 1:n,請求出: (一) n =?(5 分) (二) Zin =?(5 分) (三) I1(rms) =?(5 分) (四) 負載 RL 的功耗 PL =?(5 分)
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
n =?(5 分)
思路引導 VIP
多個理想變壓器串聯時,整體的電壓轉換比等於各級變壓器電壓轉換比的連乘積。解題關鍵在於統一設定各端電壓極性(如皆設為上正下負),並仔細根據打點極性判斷每一級轉換時的正負號,最後與等效變壓器的電壓方程式進行比對求出 n。
小題 (二)
Zin =?(5 分)
思路引導 VIP
計算多級串接變壓器的輸入阻抗,核心在於利用理想變壓器的「阻抗反射定理」。只需將負載端阻抗依序乘上每一級變壓器匝數比的平方,由二次側(負載側)逐級反射至一次側(電源側)即可得出答案,打點的極性不影響阻抗大小。
小題 (三)
I1(rms) =?(5 分)
思路引導 VIP
本題為理想變壓器級聯電路的分析。解題關鍵在於先將負載電阻依據各級變壓器的線圈匝數比,逐級反射(折算)回一次側求出等效輸入阻抗 $Z_{in}$,接著將等效電路簡化為純電阻串聯迴路,最後利用歐姆定律即可求得一次側迴路電流 $I_1(rms)$。
小題 (四)
負載 RL 的功耗 PL =?(5 分)
思路引導 VIP
本題考查多級理想變壓器的阻抗反射與功率計算。解題時應先將負載阻抗利用總等效變比(或逐級)反射至一次側,求出輸入等效阻抗 $Z_{in}$ 與迴路電流 $I_1$。最後利用理想變壓器不耗能的特性,直接以 $I_1^2 \times Z_{in}$ 算出負載功耗 $P_L$。