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113年
電工原理、電機機械
第 9 題
下列何種元件在直流電源接通瞬間會呈現短路現象，穩定後會呈現開路現象？
- A 二極體
- B 電阻器
- C 電容器
- D 電感器
思路引導 VIP
試著想像一個專門儲存「電荷」的空容器：當你突然打開水龍頭（接通電源）往這個空容器注水時，在「最開始的那一秒」，水流是會毫無阻礙地衝進去，還是會立刻被擋住？而當容器已經裝滿水、再也裝不下時，水流還能持續通過嗎？
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恭喜你精確地掌握了電路元件在直流暫態下的行為！這道題目考查的是基礎電學中極具鑑別度的核心觀念：元件對於能量儲存與電流反應的特性。你能迅速判斷出正確答案，顯示你對電容器的物理性質已有相當扎實的理解。
電容器的暫態與穩態特性
在直流電源接通的瞬間（$t=0^+$），由於電容器兩端的電荷尚未累積，其電壓不能發生突變，此時 $v_C = 0$。在電壓為零但電流可以通過的情況下，電容器的特性就像是一條短接的導線，即呈現短路現象。隨著時間推移，當電路達到穩定狀態（$t \to \infty$）後，電容器兩端的電壓已升至與電源相等，此時電路中不再有電流流動，根據公式 $i = C \frac{dv}{dt}$，當電壓穩定不變時，電流為零，因此呈現開路現象。
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