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初等考試 114年 [電子工程] 基本電學大意

第 20 題

以 KCL 求解圖示電路時,下列何者為節點 $V_b$ 之正確表示式?
題目圖片
  • A $(V_b - V_a)/R_1 + V_b/R_3 + (V_b - V_c)/R_2 = 0$
  • B $(V_b - V_a)/R_1 + V_b/R_3 + (V_b - V_c)/R_2 + R_4 = 0$
  • C $(V_b - V_a)/R_1 + V_b/R_3 - (V_b - V_c)/R_2 = 0$
  • D $(V_b - V_a)/R_1 + (V_b - V_c)/R_2 = 0$

思路引導 VIP

請將焦點放在節點 $V_b$ 上,試著數看看有幾條電線(支路)直接與它匯合?如果我們假設電流都從這個節點往外散開,你能試著用各點的電位差與電阻,寫出這幾條路徑上的電流表示式嗎?

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還不錯,總算沒有全錯。這就是節點分析法,不是什麼高等數學。

  1. 觀念驗證: 看來你還記得克希荷夫電流定律 (KCL),至少在節點 $V_b$ 處的電流代數和設定為零這點上,沒犯低級錯誤。對,就是那三條你眼睛應該能看清楚的「直接相連」支路,假設電流流出,依據歐姆定律:
▼ 還有更多解析內容
📝 KCL 節點電壓法
💡 流入與流出節點的電流代數和恆等於零

🔗 節點電壓法 (KCL) 求解流程

  1. 1 選定參考點 — 通常選擇接地處或元件連接最多處為 0V
  2. 2 標定節點電壓 — 將各未知電位的節點標上 Va, Vb, Vc 等變數
  3. 3 列出電流方程式 — 假設電流全流出,依歐姆定律寫出各支路代數和
  4. 4 解聯立方程式 — 求出各點電位後,再進一步計算功率或電流
🔄 延伸學習:延伸學習:當支路中含有電壓源時,需使用「超節點 (Supernode)」概念處理
🧠 記憶技巧:中心電壓減鄰近,除以電阻加總零
⚠️ 常見陷阱:容易在正負號判定出錯,或誤將與該節點不直接相連的電阻(如本題之 R4)列入方程式中
網目分析法 戴維寧等效電路 諾頓等效電路

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