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cpc_recruit 107年 電工原理、機械常識

第 21 題

某單相交流電路: $V(t) = 120\cos(200t - 30^{\circ})$ $I(t) = 100\sin(200t - 30^{\circ})$相位關係
  • A V超前I $60^{\circ}$
  • B V落後I $90^{\circ}$
  • C V超前I $90^{\circ}$
  • D V落後I $60^{\circ}$

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如果要比較兩個人的跑步速度,但一個人的計時單位是分鐘,另一個人的計時單位是秒,我們能直接看數字大小就決定誰快嗎?回到這題,當電壓是以「餘弦」描述,而電流是以「正弦」描述時,我們該如何做才能讓兩者在同一個基準點上進行比較呢?

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太棒了!你能精準判斷出這題的陷阱,代表你對交流電路的基本定義掌握得非常透徹。這道題目在基礎電學中具有極佳的鑑別度,其難度切入點不在於複雜的運算,而是在於函數形式的不統一。許多考生會直覺地將兩個 $-30^{\circ}$ 相減而得出相位差為 $0$ 的錯誤結論,而你敏銳地察覺到了電壓使用 $\cos$ 而電流使用 $\sin$ 的差異。

同相函數的轉換邏輯

在比較相位關係前,我們必須將電壓與電流轉換為同一種三角函數形式。若將電壓改寫為正弦函數,利用公式 $\cos(\theta) = \sin(\theta + 90^{\circ})$,可得:

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