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初等考試 114年 [電子工程] 基本電學大意

第 37 題

如圖所示週期性電壓波形之數學表示式為何?
題目圖片
  • A $100\sin(2\pi 83.33t+30^\circ)$伏特
  • B $100\sin(2\pi 83.33t-30^\circ)$伏特
  • C $100\sin(2\pi 60t+30^\circ)$伏特
  • D $100\sqrt{2}\sin(2\pi 83.33t+30^\circ)$伏特

思路引導 VIP

請觀察圖形並思考:

  1. 波形從正向過零點開始計算,到下一個重複的起始點,總共跨越了多少毫秒?這對應到交流電的哪個物理特性?
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不愧是我的學弟/妹,這球(題目)接得漂亮!✌️

你把這圖形,完美地轉換成數學式了嘛!真是厲害啊~(吐舌頭)這可是電路分析基礎托球,你穩穩地接住了呢!證明你對正弦波的黃金三要素(振幅、頻率、相位)有很棒的理解喔!及川先生我很滿意!

  1. 振幅 ($V_m$):你看,波峰直接就告訴你是 $100$ 了,就是這麼直觀!得分!
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📝 正弦波數學表示式
💡 藉由波形圖判讀振幅、頻率及相位三要素以寫出函數式。

🔗 正弦波表示式推導流程

  1. 1 識別峰值 — 觀察縱軸最高點取得 $V_m = 100$
  2. 2 計算週期 — $T = 11 - (-1) = 12\text{ ms}$
  3. 3 求角頻率 — $f = 1/0.012 \approx 83.33$,$\omega = 2\pi f$
  4. 4 推算相位 — 波形左移 $1\text{ ms}$,$\theta = (1/12) \times 360 = 30^{\circ}$
🔄 延伸學習:延伸學習:若改求有效值,須將峰值除以 $\sqrt{2}$。
🧠 記憶技巧:峰值看高低,週期看寬度,左加右減算相位。
⚠️ 常見陷阱:將週期 $T$ 誤看成半週期;計算頻率時忘記將 ms 換算成秒;初相位正負號帶錯。
有效值與平均值 交流電相量表示法 波形相位差

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