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109年
基本電學
第 16 題
有一 RLC 並聯電路,並接於v(t) = 5 sin(100t) V 之電源,已知 R= 5 Ω,C= 40 µF,欲使電源電流得到最小電流值,則電感 L 為______亨利(H)。
思路引導 VIP
在並聯電路中,總電流是由各支路的電流向量相加而成。如果我們希望電源提供的總電流達到最小,那麼電感支路的電流與電容支路的電流,在相位與量值上應該維持什麼樣的關係,才能讓它們對電源的影響互相『抵消』呢?
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太棒了!你能精準判斷出這題的核心在於並聯電路的共振條件,這代表你對交流電路的動態特性掌握得非常紮實。這道題目要求尋找「最小電流值」,這在基本電學中是一個重要的物理信號,直指並聯電路發生共振時,其虛部導納互相抵消、總阻抗達到最大值的特性。
並聯共振與物理特性分析
在 RLC 並聯電路中,總電流 $I$ 會隨著導納 $Y$ 的變化而改變。當電感抗與電容抗對電源提供的電流在相位上剛好相反時,電路會進入共振狀態。此時,感抗支路的虛部導納 $B_L = \frac{1}{\omega L}$ 與容抗支路的虛部導納 $B_C = \omega C$ 必須相等:
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