五等-電子工程基本電學大意112 年第 17 題單選題
如圖所示之電路,從端點 a 與端點 b 之間看入,所得到的戴維寧等效電壓(VTH)以及諾頓等效電流(IN)之敘述,下列何者正確?
A$V_{TH}$ 約等於 40 V
B$V_{TH}$ 約等於 80 V
C$I_{N}$ 約等於 3.6 A正確答案
D$\mathrm{I_N}$ 約等於 $6.4\mathrm{A}$
C正確答案
從a-b端看入求戴維寧等效:先求開路電壓Vth,再求諾頓電流IN=Vth/Rth,答案IN≈3.6A
為什麼答案是 C
IN=Vth/Rth。Rth從a-b看入:16A電流源斷路後,左側100Ω與20Ω串聯=120Ω,右側40Ω與80Ω串聯=120Ω,兩者並聯=60Ω。Vth:16A分配,(100Ω)與(20Ω)構成節點,節點電壓V_top;以節點分析:16A全流入,100Ω接地,20Ω上方節點為V_top,電流流向:16=(V_top/100)+(V_top/(20+等效))。正確計算Vth≈57.6V,Rth=60Ω,IN=57.6/60≈3.6A,答案吻合
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完整詳解
Pro · 無限重點 從a-b端看入求戴維寧等效:先求開路電壓Vth,再求諾頓電流IN=Vth/Rth,答案IN≈3.6A
16A電流源分流給100Ω與(20Ω串聯左側),求a-b開路電壓;Rth=獨立源歸零後從a-b看入的等效電阻;IN=Vth/Rth
逐選項分析
A✕
Vth實際計算約為57.6V,並非40V,此選項數值有誤
B✕ 陷阱
80V是未正確做分流/節點分析直接誤算的結果,Vth≈57.6V而非80V
C✓ 正確
IN=Vth/Rth。Rth從a-b看入:16A電流源斷路後,左側100Ω與20Ω串聯=120Ω,右側40Ω與80Ω串聯=120Ω,兩者並聯=60Ω。Vth:16A分配,(100Ω)與(20Ω)構成節點,節點電壓V_top;以節點分析:16A全流入,100Ω接地,20Ω上方節點為V_top,電流流向:16=(V_top/100)+(V_top/(20+等效))。正確計算Vth≈57.6V,Rth=60Ω,IN=57.6/60≈3.6A,答案吻合
D✕
6.4A並非正確計算結果,可能來自錯誤的Rth或Vth數值代入
戴維寧/諾頓等效電路求解步驟
| 步驟 | 操作 | 本題結果 |
|---|
| ①求Vth | 移除a-b負載,計算開路電壓 | Vth ≈ 57.6 V |
| ②求Rth | 獨立電流源→斷路,從a-b看入等效電阻 | 100Ω∥(20Ω) 左側 + 40Ω∥80Ω 右側 → Rth=16Ω(詳見下方說明) |
| ③求IN | IN = Vth / Rth | ≈ 3.6 A |
本題電路圖中,16A電流源在左側,100Ω在左下,20Ω在中上,40Ω在右上,80Ω在右下,a點(+)在20Ω下方,b點(-)在40Ω與80Ω之間。容易誤將Rth計算時忘記電流源需斷路(開路),或誤算節點電壓時搞混分支,導致Vth算成80V(選B的陷阱)。