國安五等考試-電子組基本電學大意104 年第 20 題單選題
RC 串聯電路中,當時間經過一個時間常數 RC 後,電容器兩端電壓為電路穩定時電容器兩端電壓的:
A36.8%
B63.2%正確答案
C86.5%
D13.5%
B正確答案
RC充電電路經過一個時間常數τ=RC後,電容電壓達到穩態值的63.2%,這是電路學必背數據。
為什麼答案是 B
充電公式Vc(t)=V(1-e^(-t/RC)),代入t=RC得Vc=V(1-e^(-1))=V×(1-0.368)=0.632V,即63.2%,為正解。
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完整詳解
Pro · 無限重點 RC充電電路經過一個時間常數τ=RC後,電容電壓達到穩態值的63.2%,這是電路學必背數據。
記口訣:充電『一個τ到63.2%』、『五個τ視為穩態』;放電則反過來剩36.8%。
逐選項分析
A✕ 陷阱
36.8%是e^(-1)的值,代表RC『放電』經過一個時間常數後『剩餘』的電壓比例,不是充電題目要的答案,方向顛倒。
B✓ 正確
充電公式Vc(t)=V(1-e^(-t/RC)),代入t=RC得Vc=V(1-e^(-1))=V×(1-0.368)=0.632V,即63.2%,為正解。
C✕
86.5%約為經過2個時間常數後的充電比例(1-e^(-2)≈0.865),非一個τ的值。
D✕
13.5%約為e^(-2),是放電經過2個時間常數後剩餘比例,與題意無關。
RC電路充放電時間常數對照表
| 時間 | 充電Vc比例 | 放電Vc比例 | 備註 |
|---|
| 1τ | 63.2% | 36.8% | 一個時間常數 |
| 2τ | 86.5% | 13.5% | 二個時間常數 |
| 3τ | 95.0% | 5.0% | 三個時間常數 |
| 5τ | 99.3% | 0.7% | 視為穩態 |
最常見陷阱是把『充電到達』63.2%與『放電剩餘』36.8%搞混。本題問『充電穩定過程中』一個τ後電容電壓佔穩定值比例,答案是63.2%;若題目改問放電則為36.8%,務必看清題幹方向。