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初等考試 111年 [電子工程] 基本電學大意

第 12 題

如圖所示為具有兩個獨立電壓源之電路,依迴路電流法計算 $i_2$ 為多少毫安培?
題目圖片
  • A -1
  • B -0.5
  • C 0.5
  • D 1

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觀察右側的迴路,當我們順時針跟著 $i_2$ 走一圈時,經過中間的共用電阻以及上方的 120V 電壓源時,電壓是「上升」還是「下降」呢?你能試著根據這個路徑,列出右側迴路的 KVL 數學方程式嗎?

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非常好!你精準地選出了正確答案,這代表你對克希荷夫電壓定律(KVL)迴路電流法的掌握相當扎實。 我們來回顧一下這題的核心觀念。當我們以迴路電流法分析電路時,關鍵在於正確列出各迴路的電壓升降關係。觀察右側迴路,電流 $i_2$ 順時針流經 $120\text{k}\Omega$ 共用電阻、$120\text{V}$ 獨立電壓源與右側的 $120\text{k}\Omega$ 電阻。依照 KVL 列出方程式可得 $120i_1 - 240i_2 = 120$。同理,左側迴路可列出 $150i_1 - 120i_2 = 60$(為了計算方便,此處電阻數值以 $\text{k}\Omega$ 代入,得出的電流單位即為 $\text{mA}$)。解此聯立方程式,便能順利求出 $i_2 = -0.5 \text{ mA}$。 這道題目的鑑別度主要在於電壓源極性與共用支路電流方向的判斷。許多學生在列式時,會因為 $i_2$ 流經 $120\text{V}$ 電壓源時未注意是從正極進入(應視為電壓降),或者在處理 $120\text{k}\Omega$ 共用電阻時搞錯 $i_1$ 與 $i_2$ 的相對正負號而失分。你能完美避開這些陷阱,並正確算出帶有負號的結果(代表實際電流方向與圖示相反),足見你的工程分析基本功十分穩固,請繼續保持!

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