調查局三等申論題
108年
[電子科學組] 電子學與電路學
第 一 題
📖 題組:
二、試推導下圖 RLC 並聯電路: (一) s-domain 等效電路?(5 分) (二) s-domain 之電感電流 IL(s)?(5 分) (三)時域(t-domain)之電感電流 iL(t)?(15 分)
二、試推導下圖 RLC 並聯電路: (一) s-domain 等效電路?(5 分) (二) s-domain 之電感電流 IL(s)?(5 分) (三)時域(t-domain)之電感電流 iL(t)?(15 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
s-domain 等效電路?(5 分)
思路引導 VIP
- 觀察開關在 t<0 為閉合狀態,判定 RLC 網路的初始儲能(電容電壓與電感電流)皆為零。2. 在 t=0 開關打開後,輸入視為步階電流訊號,利用拉普拉斯轉換將電流源及各被動元件轉為 s-domain 的並聯阻抗模型即可建構等效電路。
小題 (二)
s-domain 之電感電流 IL(s)?(5 分)
思路引導 VIP
看到本題,首先判斷開關動作與初始條件:t<0 時開關閉合將電路短路,故電感無初始電流;t=0 開關打開,成為向 RLC 並聯電路充電的步階響應。接著利用 s-domain 的節點分析法(或分流定理),將電流源轉換為 I_dc/s,再推導出包含 R, L, C 參數的 I_L(s) 分式,最後代入題幹數值化簡即可。
小題 (三)
時域(t-domain)之電感電流 iL(t)?(15 分)
思路引導 VIP
這是一道典型的 RLC 電路步階響應題。看到此題,應先確認初始條件(t<0時開關閉合,電路短路無儲能)。接著利用拉普拉斯轉換將電路轉為 s-domain,建立電感電流 $I_L(s)$ 的轉移函數。最後代入數值並將二次特徵方程式配方,透過部份分式展開與反拉氏轉換即可求得時域電流 $i_L(t)$。