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高考申論題 107年 [電力工程] 電路學

第 一 題

📖 題組:
如圖示之電路,求:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

I1。(10 分)

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處理含有多級理想變壓器的電路,核心技巧是「阻抗反射(Impedance Reflection)」。建議從最右側的負載端開始,利用變壓器匝數比的平方,將二次側阻抗逐級反射回一次側,最終將整個電路簡化為單一迴路的等效電路,即可利用歐姆定律輕鬆求得電源側電流 $I_1$。

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【解題思路】利用理想變壓器的阻抗反射原理,從右側負載端往左側電源端逐步求取等效阻抗,化簡電路以計算一次側電源電流 $I_1$。 【詳解】 Step 1:處理右側第二組變壓器 (3:4) 及其負載

小題 (二)

I2。(10 分)

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本題為多重理想變壓器電路,解題關鍵在於『阻抗反射(Impedance Reflection)』與『打點慣例(Dot Convention)』的正確應用。建議先由最右側負載端向左逐步計算反射阻抗,求出最左側電源端的總電流 I1 後,再利用變壓器的安匝平衡方程式(ΣNi = 0)與分流定則,順向推導出目標電流 I2。

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【解題思路】利用理想變壓器的阻抗反射原理,由負載端向電源端逐步求出等效阻抗,計算出一次側電流後,再依據安匝平衡方程式與打點極性推導至二次側求得 $I_2$。 【詳解】 Step 1:由右至左計算反射阻抗

小題 (三)

vo。(5 分)

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看到多級理想變壓器電路,首先應想到「阻抗反射法(Impedance Reflection)」。由最右側負載開始,利用等效阻抗與匝數比平方成正比的原理,逐級將阻抗反射至最左側電源端,求出一次側的真實電流。接著再利用電壓與匝數成正比的關係,配合變壓器的「打點慣例(Dot Convention)」反推各級電壓的真實極性與數值,即可求得目標電壓。

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【解題關鍵】利用理想變壓器之阻抗反射原理 $Z_{in} = (N_1/N_2)^2 Z_L$ 將二次側負載逐級等效至一次側,並搭配打點慣例(Dot Convention)判斷電壓極性。 【解答】 計算:

小題 (四)

負載總實功率。(10 分)

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先觀察電路架構為不平衡的 Delta-Delta 連接,並確認各相負載元件的物理性質。由於純電感與純電容不消耗平均功率(實功率),故總實功率僅由接在 C-A 相間的 10 Ω 電阻所消耗,直接利用電壓有效值的平方除以電阻即可快速求解。

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【解題關鍵】負載的總實功率僅由純電阻元件消耗,純電容與純電感不消耗實功率,直接計算電阻負載上的功率即可。 【解答】

  1. 判斷負載性質:

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