五等-電子工程基本電學大意106 年第 16 題單選題
考慮圖示電路,求跨電路上下兩端之等效電阻 $R_{T}$ 為多少 $\Omega$ ?
C正確答案
觀察發現電橋對臂電阻乘積相等(9×3 = 9×3),為平衡電橋,中間 9Ω 電阻可視為開路,化簡後再加上串聯的 4Ω 即可。
為什麼答案是 C
利用惠斯登電橋平衡原理,拔除中間 9Ω 電阻,求得電橋等效為 6Ω,再加上串聯的 4Ω,總和為 10Ω。
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完整詳解
Pro · 無限重點 觀察發現電橋對臂電阻乘積相等(9×3 = 9×3),為平衡電橋,中間 9Ω 電阻可視為開路,化簡後再加上串聯的 4Ω 即可。
電橋平衡(9×3 = 9×3),中間 9Ω 拔除。電橋等效電阻為 (9+3) // (9+3) = 12 // 12 = 6Ω。總電阻 RT = 6 + 4 = 10Ω。
逐選項分析
A✕ 陷阱
6Ω 僅為平衡電橋部分的等效電阻,漏算了下方串聯的 4Ω 電阻。
C✓ 正確
利用惠斯登電橋平衡原理,拔除中間 9Ω 電阻,求得電橋等效為 6Ω,再加上串聯的 4Ω,總和為 10Ω。
D✕
12Ω 為單一支路的阻值,未進行並聯計算,為錯誤答案。
惠斯登電橋 (Wheatstone Bridge) 判別與化簡
| 狀態 | 判別條件 | 化簡方式 |
|---|
| 平衡電橋 | 對臂電阻乘積相等 (R1×R4 = R2×R3) | 中間橋接電阻視為開路 (拔除),不影響總阻值 |
| 不平衡電橋 | 對臂電阻乘積不相等 | 需使用 Δ-Y 轉換求解 |
本題最大陷阱在於算出電橋等效電阻 6Ω 後,容易見獵心喜直接選 A,而忽略了電路最下方還有一個 4Ω 的電阻與之串聯。務必看清 RT 測量的涵蓋範圍。