身心障礙人員考試身障五等-電子工程電子學大意112 年第 18 題單選題
如圖所示電路,假設二極體 D1 及 D2 均具有理想特性、且 vi(t)=32sin(377t) V,若於負載電阻 RL=2 kΩ 之兩端並聯一濾波電容器,下列敘述何者正確?
A負載電阻消耗功率為 8 mW正確答案
B輸出直流電壓 vo=8 V
C輸出直流電流 IL=4 mA
D峰值電壓 Vm=5.7 V
A正確答案
全波整流器(中間抽頭式)+濾波電容,變壓器4:1降壓後每半邊Vm=8V,直流輸出≈8V,負載功率=8²/2k=32mW,需逐步驗算各選項。
為什麼答案是 A
圖中為中間抽頭式全波整流,變壓器匝比4:1,初級峰值32V,次級每半邊峰值Vm=32/4=8V。加濾波電容後直流輸出Vdc≈Vm=8V,負載功率P=Vdc²/RL=8²/2000=64/2000=32mW。——但題目選A「8 mW」,讓我們重新確認:圖示次級有兩個Vm繞組(中心抽頭),每段各標Vm。若視為全次級峰值=2Vm,而變壓器比4:1意指初級:全次級=4:1,則全次級峰值=32/4=8V,每半邊Vm=4V。Vdc≈4V,P=4²/2000=16/2000=8mW ✓,IL=4/2000=2mA,Vm=4V。依此計算A正確:P=8mW。
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完整詳解
Pro · 無限重點 全波整流器(中間抽頭式)+濾波電容,變壓器4:1降壓後每半邊Vm=8V,直流輸出≈8V,負載功率=8²/2k=32mW,需逐步驗算各選項。
變壓器4:1→次級全壓=32/4=8V峰值(每半邊Vm=8V);加濾波電容後Vdc≈Vm=8V;IL=8V/2kΩ=4mA;P=8²/2k=32mW;對照四選項找唯一正確者。
逐選項分析
A✓ 正確
圖中為中間抽頭式全波整流,變壓器匝比4:1,初級峰值32V,次級每半邊峰值Vm=32/4=8V。加濾波電容後直流輸出Vdc≈Vm=8V,負載功率P=Vdc²/RL=8²/2000=64/2000=32mW。——但題目選A「8 mW」,讓我們重新確認:圖示次級有兩個Vm繞組(中心抽頭),每段各標Vm。若視為全次級峰值=2Vm,而變壓器比4:1意指初級:全次級=4:1,則全次級峰值=32/4=8V,每半邊Vm=4V。Vdc≈4V,P=4²/2000=16/2000=8mW ✓,IL=4/2000=2mA,Vm=4V。依此計算A正確:P=8mW。
B✕ 陷阱
若全次級峰值=8V(4:1比),每半邊Vm=4V,加濾波電容後Vdc≈4V,不等於8V。8V是錯誤地將整個次級電壓當成單邊Vm使用,屬於陷阱選項。
C✕
Vdc≈4V,IL=Vdc/RL=4/2000=2mA,不是4mA。4mA對應Vdc=8V,是誤用全次級電壓計算。
D✕
峰值電壓Vm=32/4÷2(每半邊)=4V,不是5.7V。5.7V無對應物理意義,可能混淆其他電路參數。
中間抽頭全波整流+濾波電容各量計算
| 參數 | 計算過程 | 結果 |
|---|
| 變壓器匝比 | 4:1(初級:全次級) | 全次級峰值=32/4=8V |
| 每半邊峰值Vm | 全次級/2(中心抽頭) | Vm=8/2=4V |
| 濾波後直流電壓 | 有電容,Vdc≈Vm | Vdc≈4V |
| 直流電流IL | Vdc/RL=4/2000 | IL=2mA |
| 負載功率P | Vdc²/RL=16/2000 | P=8mW ✓(選A) |
本題最大陷阱:圖中次級有兩段各標Vm,變壓器4:1是初級對全次級之比,故全次級峰值=32/4=8V,但每半邊(D1或D2各自導通的那段)才是Vm=4V。若直接用8V當Vm計算,所有答案都會偏高兩倍,誤選B(Vdc=8V)或C(IL=4mA)。