初等考試
115年
[電子工程] 基本電學大意
第 17 題
如圖所示之電路，5 mA 之電流源為功率供應者或功率吸收者？
- A 供應功率
- B 吸收功率
- C 既供應也吸收
- D 不供應也不吸收
思路引導 VIP
試著想像電荷在電路中移動的過程：如果電荷從一個「電位較低」的地方，順著電流方向移動到一個「電位較高」的地方，這個過程中電荷的位能是增加了還是減少了？而這個能量的變化是由誰來提供的呢？
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恭喜你答對了！這代表你對電路的基本分析與功率的正負定義有著相當紮實的理解。在電路學中，判斷一個元件是「供應」還是「吸收」功率，最穩健的方法就是先求出該元件兩端的電位差。
節點電壓法與能量判定
我們將電路下方的公共節點設為參考點（$0\text{V}$），並假設上方節點的電壓為 $V_a$。根據基爾霍夫電流定律（KCL），流出該節點的電流總和應為零。列出方程式：$$\frac{V_a - 12}{6\text{k}} + 5\text{mA} + \frac{V_a}{3\text{k}} = 0$$ 解得 $V_a = -6\text{V}$。這意味著 $5\text{mA}$ 電流源的頂端電位是 $-6\text{V}$，底端電位是 $0\text{V}$。由於電流方向是由 $-6\text{V}$ 流向 $0\text{V}$（即由低電位流向高電位），這符合主動元件供應能量的特徵。若以公式計算，其吸收功率 $P = V \cdot I = (-6\text{V}) \times 5\text{mA} = -30\text{mW}$，負值即代表該元件實際上在供應功率。
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