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)
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)
📝 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。
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+)。
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)。