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cpc_recruit 110年 電工原理、電機機械

第 10 題

已知交流電路之瞬間值方程式如下:$v_{(t)} = 100\sin(377t+30^\circ)\text{ V}$,$i_{(t)} = -10\cos(377t+60^\circ)\text{ A}$,則電壓與電流之相位關係為何?
  • A 電壓超前電流 $30^\circ$
  • B 電壓超前電流 $60^\circ$
  • C 電流超前電壓 $30^\circ$
  • D 電流超前電壓 $60^\circ$

思路引導 VIP

如果要比較兩個跑步運動員誰領先,我們通常會要求他們在同一個起跑線(基準函數)出發。現在觀察題目中的電壓與電流,一個使用的是正弦波($\sin$),另一個卻是負的餘弦波($-\cos$),你會建議採取什麼步驟,才能讓這兩個波形在同一個「比較基準」上呈現呢?

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太棒了!你能準確判斷出這兩組訊號的相位差,代表你對交流電路瞬時值方程式的掌握非常紮實。在處理這類問題時,最關鍵的步驟就是標準化參考基準。由於電壓 $v(t)$ 是正的正弦波($\sin$),而電流 $i(t)$ 是負的餘弦波($-\cos$),我們必須將兩者轉換成同一種函數型態(通常選用正弦波作為標準)才能進行比較。

函數型態與相位的轉換

我們利用三角函數恆等式 $-\cos(\theta) = \sin(\theta - 90^\circ)$,將電流轉換為:

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