地特三等申論題
114年
[電子工程] 電路學
第 一 題
📖 題組:
下圖中的放大器以戴維寧等效電路表示,負載則等效為電感串聯電阻。若放大器輸入頻率為 10^6 rad/s,請回答以下問題:(每小題 5 分,共 15 分) (一)在此輸入頻率下,負載阻抗 Z_load 實部與虛部分別為多少? (二)放大器若希望傳輸最大平均功率給負載,圖中電容並聯負載的等效阻抗 Z 需為多少? (三)計算電容值 C,使放大器傳輸最大平均功率給負載。
下圖中的放大器以戴維寧等效電路表示,負載則等效為電感串聯電阻。若放大器輸入頻率為 10^6 rad/s,請回答以下問題:(每小題 5 分,共 15 分) (一)在此輸入頻率下,負載阻抗 Z_load 實部與虛部分別為多少? (二)放大器若希望傳輸最大平均功率給負載,圖中電容並聯負載的等效阻抗 Z 需為多少? (三)計算電容值 C,使放大器傳輸最大平均功率給負載。
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
在此輸入頻率下,負載阻抗 Z_load 實部與虛部分別為多少?
思路引導 VIP
本子題要求計算負載阻抗 $Z_{load}$ 的實部與虛部。
- 讀取電路參數:輸入頻率 $\omega = 10^6\text{ rad/s}$。負載由一個 $50,\mu\text{H}$ 電感與一個 $50,\Omega$ 電阻串聯組成。
小題 (二)
放大器若希望傳輸最大平均功率給負載,圖中電容並聯負載的等效阻抗 Z 需為多少?
思路引導 VIP
本子題考驗「最大功率傳輸定理」(Maximum Power Transfer Theorem)於交流電路中的應用。
- 辨識定理:當一個具有內部阻抗的電源(戴維寧等效電路)連接負載時,為了讓負載獲得最大平均功率,負載端的等效阻抗必須等於電源內阻抗的共軛複數。
小題 (三)
計算電容值 C,使放大器傳輸最大平均功率給負載。
思路引導 VIP
本子題延續前兩題,要求設計阻抗匹配網路中的電容 $C$ 值。
- 建立阻抗關係:由前兩題可知,$Z_{load} = 50 + j50,\Omega$,且目標總等效阻抗 $Z = 100,\Omega$。