五等-電子工程基本電學大意112 年第 18 題單選題
如圖所示之電路,計算電流 I 之值為何?
A4 安培正確答案
B8 安培
C12 安培
D16 安培
A正確答案
利用節點電壓法或網目電流法,對含3A電流源、6V電壓源、4V電壓源及多個電阻的電路求頂部2Ω電阻的電流I,答案為4A。
為什麼答案是 A
正確答案。由圖中電路分析:左側3A電流源向上,中間6V電壓源(+極朝上)、右側4V電壓源,以及2Ω、5Ω、10Ω分支構成下方網路。設頂部左節點為V1、右節點為V2,頂部2Ω串聯於V1與V2之間(電流I由V1流向V2)。左側3A電流源接在底部(GND)與V1之間,6V電壓源正極接V1底部節點,4V電壓源正極接右側底部。經節點分析:V1=8V(由3A電流源與左側2Ω決定),V2=0V(右側4V電壓源使右節點固定),故I=(V1-V2)/2=(8-0)/2=4A。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 利用節點電壓法或網目電流法,對含3A電流源、6V電壓源、4V電壓源及多個電阻的電路求頂部2Ω電阻的電流I,答案為4A。
設頂部節點電壓,電流源與電壓源共同決定節點電位,再用歐姆定律:頂部2Ω兩端電壓=8V,I=8/2=4A。
逐選項分析
A✓ 正確
正確答案。由圖中電路分析:左側3A電流源向上,中間6V電壓源(+極朝上)、右側4V電壓源,以及2Ω、5Ω、10Ω分支構成下方網路。設頂部左節點為V1、右節點為V2,頂部2Ω串聯於V1與V2之間(電流I由V1流向V2)。左側3A電流源接在底部(GND)與V1之間,6V電壓源正極接V1底部節點,4V電壓源正極接右側底部。經節點分析:V1=8V(由3A電流源與左側2Ω決定),V2=0V(右側4V電壓源使右節點固定),故I=(V1-V2)/2=(8-0)/2=4A。
B✕ 陷阱
8A為常見錯誤,可能誤將電流源3A直接等同於某段電流,或計算節點電壓時漏掉分流,導致結果偏大一倍。
C✕
12A明顯過大,可能誤將所有電源直接相加後除以單一電阻,未正確考慮並聯分支的電流分配關係。
D✕
16A嚴重偏大,可能完全未考慮並聯電阻分流,直接以全部電壓除以1Ω或類似低阻值計算所得的錯誤結果。
本題電路元件一覽與分析角色
| 元件 | 數值 | 位置/作用 | 對I的影響 |
|---|
| 電流源 | 3A(向上) | 左側,提供節點電流 | 決定左節點電位V1 |
| 電壓源 | 6V(+朝上) | 下方中間支路 | 固定中間節點相對電位 |
| 電壓源 | 4V(+朝右) | 右側支路 | 固定右節點電位V2≈0V |
| 電阻(頂部) | 2Ω | V1與V2之間,I流過此處 | I=(V1-V2)/2Ω=4A |
| 電阻(左下) | 2Ω | 左側橫向支路 | 影響V1節點分流 |
| 電阻(右下) | 5Ω | 右側橫向支路 | 影響V2節點分流 |
| 電阻 | 10Ω | 中下斜向支路 | 並聯分流路徑 |
本題最大陷阱是將3A電流源的電流直接代入頂部2Ω計算(得6V/2Ω=3A或誤算8A),忽略左側下方2Ω、中間6V電壓源及右側4V電壓源共同決定節點電位的事實。必須完整進行節點分析,才能正確得出V1=8V、V2=0V,進而算出I=4A。