初考-電子工程基本電學大意107 年第 19 題單選題
試求圖中 2 Ω 電阻兩端 a-b 點間之諾頓等效電阻為何?
B正確答案
將48V電壓源短路,2Ω電阻移除後從a-b端看入,右側8Ω//8Ω=4Ω,左側6Ω//3Ω=2Ω,兩者串聯得 R_N = 4 + 2 = 6 Ω。
為什麼答案是 B
電壓源短路後,從a-b端看入:右側8Ω(上)∥8Ω(下)=4Ω,左側6Ω(上)∥3Ω(下)=2Ω,兩者串聯(a→右側並聯→上下節點→左側並聯→b)得R_N=4+2=6Ω。
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完整詳解
Pro · 無限重點 將48V電壓源短路,2Ω電阻移除後從a-b端看入,右側8Ω//8Ω=4Ω,左側6Ω//3Ω=2Ω,兩者串聯得 R_N = 4 + 2 = 6 Ω。
電壓源短路、2Ω電阻移除→右側8//8=4Ω,左側6//3=2Ω,串聯得 4+2=6Ω。
逐選項分析
A✕
3Ω是6Ω//3Ω的結果,只算了左側支路而忽略右側8Ω//8Ω=4Ω的貢獻,計算不完整。
B✓ 正確
電壓源短路後,從a-b端看入:右側8Ω(上)∥8Ω(下)=4Ω,左側6Ω(上)∥3Ω(下)=2Ω,兩者串聯(a→右側並聯→上下節點→左側並聯→b)得R_N=4+2=6Ω。
C✕ 陷阱
9Ω是將左側6Ω+3Ω串聯的結果,誤把上下節點當串聯路徑,未正確分析a-b端的等效路徑。
D✕
18Ω可能是8+8+2=18或其他錯誤組合,未正確理解電壓源短路後的電路結構。
諾頓等效電阻計算步驟
| 步驟 | 操作 | 本題結果 |
|---|
| Step 1 | 將獨立電壓源短路(48V→短路線) | 電路上下兩節點被短路線連接 |
| Step 2 | 從a-b端往電路看入 | a在右中,b在左中 |
| Step 3 | 右側:8Ω(上)與8Ω(下)並聯 | 8//8 = 4 Ω |
| Step 4 | 左側:6Ω(上)與3Ω(下)並聯 | 6//3 = 2 Ω |
| Step 5 | 兩並聯組對a-b而言串聯 | 4 + 2 = 6 Ω |
本題最大陷阱:同側的兩個電阻(如6Ω與3Ω)看似上下串聯,但電壓源短路後上下兩節點等電位相連,使得同側電阻變成「並聯」而非串聯。必須先畫出電壓源短路後的等效電路,再分析a-b端的串並聯關係。