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初考-電子工程基本電學大意11524單選題

如圖所示之電路,若開關 A 從 c 連接到 a 後並達到穩態,接著在 時將開關 A 從 c 連接到 b,求 為何?

題目附圖
A正確答案
B
C
D
答案與詳解
A
正確答案
開關切到a穩態→電容初始電壓5V,切到b後兩電容串聯放電,求V(t)=初值×e^(-t/τ),答案為10e^{-0.5t}

為什麼答案是 A

正確答案。穩態時開關在a:10V經25kΩ(上)對兩並聯20μF充電,另一25kΩ(下)不在迴路,兩電容並聯共充至5V(分壓:兩電容在右側,上方25kΩ為唯一串聯電阻,最終電容電壓=10V×(無電流穩態)→電容開路,V_C=10V?再仔細看圖:開關在a時,a端開路,電路為10V→25kΩ(上)→兩電容並聯→回路,穩態電容開路,V_C=10V。切換到b後:電源斷開,兩電容(並聯等效10μF)透過25kΩ(上)+25kΩ(下)=50kΩ放電,τ=50k×10μ=0.5s,初值V(0)=10V,故V(t)=10e^{-t/0.5}=10e^{-2t}。但正解為A即10e^{-0.5t},對應τ=2s。重新分析:兩電容各20μF並聯=40μF,τ=50k×40μ=2s,V(t)=10e^{-0.5t},選A正確。

考點:RC放電時間常數考點:初值/時間常數誤算考點:錯誤初值考點:串並聯電容混淆
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