五等-電子工程電子學大意109 年第 17 題單選題
如圖所示之電路,假如二極體為理想,求其輸出電壓之平均值為何?
A11.6 V
B21.6 V正確答案
C24.6 V
D110 V
B正確答案
變壓器降壓後接橋式全波整流,平均值 = (2/π)×Vpeak,二次側峰值≈24V,平均值≈21.6V
為什麼答案是 B
二次側Vrms=24V,Vpeak=24√2≈33.94V,橋式全波整流平均值=(2/π)×33.94≈21.6V,與選項吻合
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完整詳解
Pro · 無限重點 變壓器降壓後接橋式全波整流,平均值 = (2/π)×Vpeak,二次側峰值≈24V,平均值≈21.6V
二次側Vrms = 110×(24/110) = 24V → Vpeak = 24√2 ≈ 33.94V → 橋式全波平均 = (2/π)×33.94 ≈ 21.6V
逐選項分析
A✕ 陷阱
11.6V 約為單半波整流的平均值(Vpeak/π),誤將橋式全波當半波計算會得到此錯誤答案
B✓ 正確
二次側Vrms=24V,Vpeak=24√2≈33.94V,橋式全波整流平均值=(2/π)×33.94≈21.6V,與選項吻合
C✕ 陷阱
24.6V接近二次側Vrms(24V)略加一點,可能誤將均方根值當平均值,或計算時混淆Vrms與Vavg
D✕
110V為一次側輸入電壓的rms值,忽略變壓器匝數比降壓直接套用,完全未考慮變壓器作用
整流電路輸出平均值公式比較(二極體理想)
| 整流類型 | 平均值公式 | 本題計算結果 |
|---|
| 半波整流 | Vavg = Vpeak / π ≈ 0.318×Vpeak | 33.94/π ≈ 10.8 V |
| 全波整流(橋式) | Vavg = 2×Vpeak / π ≈ 0.637×Vpeak | 2×33.94/π ≈ 21.6 V |
| 全波整流(中間抽頭) | Vavg = 2×Vpeak / π(每半邊峰值) | 視次級圈接法而定 |
最常見錯誤是把二次側Vrms=24V直接當成整流後輸出電壓(選C),或忘記先乘√2求峰值再套全波平均公式。另一陷阱是把橋式全波誤算成半波整流(選A≈10.8V)。本題圖中為標準橋式四二極體電路,必須用全波公式。