五等-電子工程基本電學大意104 年第 29 題單選題
試求圖中10Ω電阻兩端a-b點間之戴維寧等效電壓為何?
D正確答案
移除10Ω負載,求a-b開路電壓。4A電流源與6Ω串聯,再與16V電壓源及4Ω共同決定Vth=40V。
為什麼答案是 D
移除10Ω開路後,電路只剩16V源、4Ω、6Ω、4A電流源。因a-b開路,4A電流源迫使全部電流流過6Ω,產生4A×6Ω=24V壓降;同時16V電壓源使左側節點電位為16V。兩者電壓方向一致相加,故戴維寧等效電壓 Vth = 16V + 24V = 40V。
載入中…
完整詳解
Pro · 無限重點 移除10Ω負載,求a-b開路電壓。4A電流源與6Ω串聯,再與16V電壓源及4Ω共同決定Vth=40V。
開路移除10Ω後,節點a電位由4A流過6Ω產生24V壓降加上左側網路電壓疊加得40V,直接選D。
逐選項分析
A✕
12V僅為16V電壓源在4Ω與6Ω分壓的部分結果,未計入4A電流源在6Ω上的壓降貢獻,計算不完整。
B✕
20V可能來自對電流源方向或電壓極性判斷錯誤,疊加時符號弄反導致部分相消而非相加。
C✕ 陷阱
24V恰好等於4A×6Ω,容易誤以為開路電壓只取電流源在6Ω的壓降,忽略了16V電壓源與4Ω網路對a-b的額外貢獻。
D✓ 正確
移除10Ω開路後,電路只剩16V源、4Ω、6Ω、4A電流源。因a-b開路,4A電流源迫使全部電流流過6Ω,產生4A×6Ω=24V壓降;同時16V電壓源使左側節點電位為16V。兩者電壓方向一致相加,故戴維寧等效電壓 Vth = 16V + 24V = 40V。
戴維寧等效電壓求解步驟
| 步驟 | 操作 | 本題結果 |
|---|
| 1 | 移除負載電阻(10Ω),a-b開路 | 10Ω斷開,電流I=0 |
| 2 | 識別獨立電源:16V電壓源、4A電流源 | 兩源均保留 |
| 3 | 求4Ω兩端電壓(16V源直接跨接) | V_4Ω = 16V,上端為+ |
| 4 | 4A電流源強迫電流流過6Ω(開路時無其他路徑) | V_6Ω = 4A×6Ω = 24V |
| 5 | a點相對b點:V_ab = 16V + 24V(方向一致相加) | Vth = 40V |
開路後4A電流源唯一路徑就是6Ω,因此6Ω壓降=24V。同時16V電壓源透過4Ω直接將左側節點拉到16V,兩段電壓對a-b方向相同,必須相加得40V。最常見錯誤是漏掉16V那段,只算24V。