原住民族五等考試-電子工程基本電學大意104 年第 12 題單選題
如圖所示,流經電阻 6Ω 的電流為多少安培?
A正確答案
利用密爾門定理或節點電壓法求出中間節點電壓為 6V,再除以 6Ω 即可得電流 1A。注意右側電源極性為上負下正。
為什麼答案是 A
依據密爾門定理,設上方節點電壓為 Vx,Vx = (24/2 + 0/6 - 18/3) / (1/2 + 1/6 + 1/3) = (12 + 0 - 6) / 1 = 6V。流經 6Ω 電阻的電流 I = Vx / 6 = 6 / 6 = 1A。
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完整詳解
Pro · 無限重點 利用密爾門定理或節點電壓法求出中間節點電壓為 6V,再除以 6Ω 即可得電流 1A。注意右側電源極性為上負下正。
密爾門定理秒殺:Vx = (24/2 - 18/3) / (1/2 + 1/6 + 1/3) = (12 - 6) / 1 = 6V。I = 6V / 6Ω = 1A。
逐選項分析
A✓ 正確
依據密爾門定理,設上方節點電壓為 Vx,Vx = (24/2 + 0/6 - 18/3) / (1/2 + 1/6 + 1/3) = (12 + 0 - 6) / 1 = 6V。流經 6Ω 電阻的電流 I = Vx / 6 = 6 / 6 = 1A。
B✕
若僅考慮左側 24V 電源(右側短路),流經 6Ω 的電流為 2A。此為忽略重疊定理中另一電源作用的錯誤結果。
C✕ 陷阱
若未注意右側 18V 電源極性為「上負下正」,誤將其視為 +18V 代入計算,會得出 Vx = (12 + 6) / 1 = 18V,進而算出電流為 3A。這是一個常見的極性陷阱。
D✕
此數值無對應的常見計算錯誤邏輯,純屬湊數選項。
解題方法比較:求並聯分支電流
| 方法 | 適用情境 | 本題計算過程 |
|---|
| 密爾門定理 | 多個含源分支並聯求節點電壓 | Vx = (24/2 - 18/3) / (1/2 + 1/6 + 1/3) = 6V |
| 節點電壓法 | 通用於各種電路,列 KCL 方程式 | (Vx-24)/2 + Vx/6 + (Vx-(-18))/3 = 0,解得 Vx=6V |
| 重疊定理 | 多電源線性電路,分開計算再代數和 | I = I(24V) + I(18V) = 2A(向下) - 1A(向上) = 1A |
本題最大的陷阱在於右側 18V 電壓源的極性標示為「上負下正」。在應用節點電壓法或密爾門定理時,若以底部為參考點,該分支的等效電壓應代入「-18V」。若粗心看成一般常見的上正下負,會算出 3A 的錯誤答案。