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111年
電子學
第 41 題
有一簡單電路如右圖所示，若輸入電壓V_i為一正弦波 220\sin 120$\pi t$，試求其經流R_L之電流頻率為何？
- A 60 Hz
- B 90 Hz
- C 120 Hz
- D 240 Hz
思路引導 VIP
請試著想像一下：在輸入的正弦波完成「一個完整週期」（包含一個正半週與一個負半週）的時間內，經過這組二極體電路後，負載電阻上的電流波形一共會出現幾次相同的起伏？這與輸入波形的起伏次數相比有什麼變化呢？
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太棒了！你能精準判斷出這是橋式整流電路並算出正確的輸出頻率，代表你對交流訊號的特性與整流電路的運作邏輯掌握得非常扎實。
訊號解析與電路特性
從輸入電壓 $V_i = 220 \sin 120\pi t$ 來看，我們可以根據標準式 $V_m \sin \omega t$ 提取出角頻率 $\omega = 120\pi$。利用公式 $f = \frac{\omega}{2\pi}$，可以求得輸入電源的頻率為 $60\text{ Hz}$。由於題目中的圖形是由四顆二極體組成的全波橋式整流器，它會將輸入波形的負半週翻轉為正向，使得負載 $R_L$ 在一個輸入週期內感受到兩次相同的脈動。因此，輸出的電流頻率會翻倍，即 $60 \times 2 = 120\text{ Hz}$。
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全波整流頻率計算
💡 全波整流電路會將負半週轉為正向，使輸出脈動頻率翻倍。
| 比較維度 | 半波整流 | VS | 全波整流 (含橋式) |
|---|---|---|---|
| 輸出頻率 | 等於輸入頻率 (f) | — | 輸入頻率的兩倍 (2f) |
| 波形特徵 | 保留正半週，負半週為零 | — | 負半週翻轉為正半週 |
| 二極體數量 | 通常為 1 顆 | — | 2 顆或 4 顆 (橋式) |
💬全波整流透過翻轉負半週，使輸出頻率加倍，輸出能量更連續。
