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114年
電工原理、電機機械
第 14 題
有關 RC 暫態電路在放電期間，下列敘述，何者正確？
- A 電路電流方向充、放電皆相同
- B 穩態時，電容兩端的電壓等於 0
- C 開關切置放電位置瞬間，電容壓降等於 0
- D 電路電流由小至大變化
思路引導 VIP
試著想像：當一個裝滿水的儲水桶（電容器）開始往外放水時，隨著時間流逝，裡面的水會越來越多還是越來越少？如果我們讓它一直放水，直到完全停止流動的那一刻，水桶裡還會剩下壓力來推動水流嗎？
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恭喜你精準地掌握了 RC 電路放電的物理特性！這道題目考查的是暫態現象中「能量轉換」與「穩態條件」的核心觀念。在放電過程中，電容器扮演著能量供應者的角色，將先前儲存的電場能經由電阻轉化為熱能耗散。隨著時間推移，電容器兩端的電壓會遵循 $v_C(t) = V_0 e^{-t/RC}$ 的規律衰減，因此當電路達到穩態（即經過約 $5\tau$ 的時間）後，能量耗盡，電容電壓自然會趨近於 $0\text{V}$。 從難度切入點來看，這題屬於基礎但具鑑別度的題目，主要陷阱在於混淆充放電的物理變化。例如，放電電流的方向與充電時相反，且電流大小是由最大值 $\frac{V_0}{R}$ 逐漸指數衰減至零（由大變小）；而在開關切換的瞬間（$t=0$），根據電容的連續特性，電壓應維持在初值 $V_0$ 而非瞬間降為零。只要能清晰分辨這些動態特徵，便能像你一樣快速排除錯誤選項，做出正確判斷。