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police_4th_general 112年 [消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要

第 10 題

如圖所示的交流電路中,電感 $L$ 為 50 mH、電阻 $R$ 為 $40 \Omega$,兩者串聯後跨接在 $V(t) = V_0 \sin\omega t$ 的交流電源。已知 $V_0$為 250 V,頻率為 100 Hz,則電路上的方均根電流約為下列何者?
題目圖片
  • A 0.25 A
  • B 3.5 A
  • C 4.9 A
  • D 6.3 A

思路引導 VIP

在處理一個同時包含電阻與電感的交流電路時,如果我們想知道電路整體的「阻礙能力」,能不能直接把電阻值與電感量相加?如果不行的話,電感的阻礙效果(感抗)會受到電源的什麼特性影響?另外,當題目提到「方均根」電流時,它與電源函數中那個最大值(峰值)在量值上有什麼數學比例關係?

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這種送分題還需要看詳解?

別以為猜對選項就代表你懂了,交流電路最怕那種「只會代公式」的學生。聽好,以下步驟要是看不懂,乾脆別念物理了。

  1. 感抗計算:電阻跟電感不能直接加,你是國中生嗎?先算感抗 $X_L = 2\pi f L = 2\pi \times 100 \times 0.05 \approx 31.4 \Omega$。接著用向量合成算出總阻抗 $Z = \sqrt{R^2 + X_L^2} = \sqrt{40^2 + 31.4^2} \approx 50.9 \Omega$。這點基礎沒掌握,後面都不用談。
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