高考申論題
114年
[電力工程] 電路學
第 三 題
三、一理想變壓器電路圖如圖三所示,若該電路之輸出電壓相量(phasor) V_0 = 48∠30°,試計算該電路之輸入電壓 VS 相量值。(20 分)
📝 此題為申論題
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本題為交流電路(交流相量分析)與理想變壓器的綜合應用。看到理想變壓器,核心概念就是電壓、電流的「反射(Reflection)」。解題順序建議採「由右向左(逆推)」法:1. 先由負載端(二次側)出發,利用已知的輸出電壓 $V_0 = 48\angle30^\circ$ 與負載電阻 24Ω 求出二次側電流 $I_2$。注意 $V_0$ 與變壓器二次側電壓 $V_2$ 的並聯關係。2. 處理理想變壓器:判斷打點極性(Dot convention)。一次側打點在上方,二次側打點也在上方,故 $V_1 / V_2 = N_1 / N_2 = 1 / 2$。電流部分要注意方向:$I_1$ 流入打點,$I_2$ 流出打點(需依圖示確認 $I_2$ 方向),則 $I_1 N_1 = I_2 N_2$。3. 求出一次側的 $V_1$ 與 $I_1$。4. 在一次側迴路應用 KVL:$V_S = I_1 \times (6 - j6) + V_1$,透過複數運算(相量加法)求得 $V_S$。
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【考點分析】 本題重點在於理想變壓器的打點法則(Dot Convention)、阻抗或電壓電流的匝數比轉換,以及交流相量(Phasor)的克希荷夫電壓定律(KVL)計算。 【理論/法規依據】
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