免費開始練習
高考申論題 106年 [電力工程] 電路學

第 二 題

📖 題組:
下圖 RLC 電路於 t < 0 時,開關 S 為打開(開路)(opened),且電路達穩態。當 t = 0 時,S 瞬間關閉(短路)(closed),對於暫態電流 i(t)與暫態電壓 v(t),請求出: (一) i(0+) =?(5 分) (二) v(0+) =?(5 分) (三) v(t) =?(10 分)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (二)

v(0+) =?(5 分)

思路引導 VIP

本題測驗暫態電路的初始條件求解。首先分析 t < 0 的直流穩態電路,將電感視為短路、電容視為開路,算出電容兩端的穩態電壓 v(0^-)。接著利用電容器電壓在切換瞬間不能突變的特性(v(0^+) = v(0^-))即可求得答案。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】利用直流穩態時電感短路、電容開路之特性求取初始狀態,並依據電容電壓不能瞬間突變的連續性原理求解。 【解答】 計算:

小題 (一)

i(0+) =?(5 分)

思路引導 VIP

看到求 t=0+ 瞬間的暫態電流,應先分析 t<0 的直流穩態電路,將電容視為開路、電感視為短路以求得初始狀態。接著利用「電感電流不發生突變」的物理特性,即可由 i(0-) 直接推導出 i(0+)。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題關鍵】利用直流穩態時「電感視為短路、電容視為開路」求初始值,並依據「電感電流不發生突變($i(0^+) = i(0^-)$)」特性求解。 【解答】 計算:

小題 (三)

v(t) =?(10 分)

思路引導 VIP

本題關鍵在於辨識出 t=0 開關閉合後,電路會被短路接地拆分為左右兩個獨立迴路。只需對左半部的無源 RLC 電路列出 KCL 與 KVL,並代入 t < 0 求得的初始條件,解二階微分方程式即可求得 v(t)。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】先由 t < 0 的直流穩態求取電容電壓與電感電流的初始條件,再針對 t > 0 閉合後的左半部獨立 RLC 電路列出 KCL 與 KVL 方程式,並解二階常微分方程式得到電壓的暫態響應。 【詳解】 已知:承前小題分析,t < 0 時電路達直流穩態(電容視為開路、電感視為短路)。經分流與分壓定理計算,可求得初始條件為 i(0+) = i(0-) = 10/7 A,v(0+) = v(0-) = 5/7 V。

🏷️ 相關主題

RLC 電路的暫態響應分析
查看更多「[電力工程] 電路學」的主題分類考古題

📝 同份考卷的其他題目

查看 106年[電力工程] 電路學 全題