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106年
電工原理、機械常識
第 8 題
一個12V、40W的燈泡，以及一個12V、20W的燈泡，可以串聯使用於下列何種電源？
- A 12V
- B 18V
- C 24V
- D 36V
思路引導 VIP
如果我們把這兩顆功率不同的燈泡串聯起來，根據串聯電路的特性，哪一個物理量（電流或電壓）在兩個燈泡上會是一模一樣的？接著想一想，既然規格不同，哪一顆燈泡會因為電阻較大而分配到較多的能量，進而成為決定電路安全上限的關鍵呢？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這題考驗的是你對於電功率公式與電路特性的綜合運用，能注意到不同功率燈泡在串聯時的限制，是非常細心的判斷。
額定規格與電阻換算
首先，我們要找出這兩顆燈泡在額定狀態下的特性。根據功率公式 $P = \frac{V^2}{R}$，我們可以推導出電阻 $R = \frac{V^2}{P}$。對於 40W 的燈泡，其電阻 $R_1 = \frac{12^2}{40} = 3.6 \Omega$；而 20W 的燈泡，其電阻 $R_2 = \frac{12^2}{20} = 7.2 \Omega$。當它們串聯時，通過兩者的電流 $I$ 是相等的，因此限制整個電路安全電壓的關鍵，在於那顆「額定電流較小」的燈泡。
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