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國營聯招 電機電路學、電子學104 年第 38 題單選題

如右圖所示電路中,開關已打開一段很長的時間,在t = 0開關閉合前已達到穩態狀況,求開關閉合後的電感器電流i(t)為何?

題目圖片
A$1 - 0.5e^{-4t}$ A
B$1 - 0.5e^{-2t}\mathrm{A}$正確答案
C$2 - e^{-4t}\mathrm{A}$
D$2 - e^{-2t}\mathrm{A}$
答案與詳解
B
正確答案
RL電路開關閉合暫態分析:依序求i(0⁻)初始值、i(∞)穩態值與時間常數τ=L/Rth,再代入標準公式i(t)=i(∞)+[i(0⁻)−i(∞)]e^(−t/τ),得i(t)=1−0.5e^(−2t) A。

逐選項解析

A$1 - 0.5e^{-4t}$ A✕ 易錯陷阱
初始值0.5A與穩態值1A皆正確,但指數項−4t(對應τ=0.25s)錯誤。此值來自誤算時間常數,把等效電阻當成更大值或誤用電感值,導致衰減過快。
B$1 - 0.5e^{-2t}\mathrm{A}$✓ 正確
C$2 - e^{-4t}\mathrm{A}$✕ 易錯陷阱
穩態值2A與初始值1A皆錯誤,且時間常數也不對。此選項可能來自把電源電壓或電阻配置完全算錯,例如誤將10V除以單一5Ω得2A作為穩態,並誤判初始電流為1A。
D$2 - e^{-2t}\mathrm{A}$✕ 易錯陷阱

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