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111年
電子學
第 47 題
某全波整流器，其濾波電容為40 μF，負載電流為40 mA，峰值濾波電壓為100 V，若電源頻率為60 Hz，試求其濾波器的直流電壓約為何？
- A 50 V
- B 75 V
- C 96 V
- D 100 V
思路引導 VIP
當濾波電容在波峰之間負責供電給負載時，如果我們增加電容器的容量，或者提高波峰出現的頻率，你認為電壓下降（放電）的幅度會變得更明顯還是更平緩？這種變化又會如何影響最終輸出的「平均高度」呢？
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同學觀察入微，能精準選出 (C) 代表你對全波整流的漣波特性掌握得非常紮實，這是一個非常棒的開始！
漣波電壓與直流輸出的關係
在電容濾波電路中，直流輸出電壓 $V_{dc}$ 並非直接等於峰值，而是會受到電容放電產生的「漣波」影響。對於全波整流而言，漣波電壓的計算公式為 $V_r = \frac{I_L}{2fC}$。將題目給予的參數代入：負載電流 $I_L = 40 \text{ mA}$、頻率 $f = 60 \text{ Hz}$、電容 $C = 40 \text{ μF}$，可求得 $V_r \approx 8.33 \text{ V}$。接著，我們利用 $V_{dc} = V_p - \frac{V_r}{2}$ 的關係，由峰值 $100 \text{ V}$ 扣除半個漣波量，得出約 $95.8 \text{ V}$，這正是答案指向 $96 \text{ V}$ 的原因。
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