國安五等考試-電子組基本電學大意104 年第 26 題單選題
具有相同電感值的三個電感器,彼此間無互感。此三個電感器串聯所形成之等效電感值為 X,且此三個電感器並聯所形成之等效電感值為 Y,則 X/Y 的比值為多少?
C正確答案
無互感情況下,電感的串並聯公式與電阻相同。N個相同電感串聯為N倍,並聯為1/N倍,兩者比值恆為 N²。
為什麼答案是 C
正確。設單一電感為 L。串聯等效 X = 3L;並聯等效 Y = L/3。X/Y = 3L / (L/3) = 9。
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完整詳解
Pro · 無限重點 無互感情況下,電感的串並聯公式與電阻相同。N個相同電感串聯為N倍,並聯為1/N倍,兩者比值恆為 N²。
速解公式:N個相同電阻或無互感電感,其「串聯等效值」除以「並聯等效值」的比值永遠是 N²。本題 N=3,故 3² = 9,秒殺!
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯誤。這可能是考生只算出了串聯等效電感為 3L,或者誤以為串聯與並聯的比值就是個數 N (即 3),而忘記並聯會使數值變為 1/3。
B✕
錯誤。純粹計算錯誤,無法由正常的串並聯公式推導出 6 這個比值。
C✓ 正確
正確。設單一電感為 L。串聯等效 X = 3L;並聯等效 Y = L/3。X/Y = 3L / (L/3) = 9。
D✕
錯誤。純粹計算錯誤,可能是將 N=4 的情況套用到本題,或者算術過程發生失誤。
基本被動元件串並聯公式比較
| 元件類型 | 串聯公式 (Series) | 並聯公式 (Parallel) | N個相同元件串/並聯比值 |
|---|
| 電阻 (R) | R1 + R2 + ... | 1 / (1/R1 + 1/R2 + ...) | N² |
| 電感 (L, 無互感) | L1 + L2 + ... | 1 / (1/L1 + 1/L2 + ...) | N² |
| 電容 (C) | 1 / (1/C1 + 1/C2 + ...) | C1 + C2 + ... | 1 / N² |
國考最愛考電感與電容公式的混淆。電感的串並聯算法與電阻完全相同;但電容的算法剛好相反(串聯用倒數加,並聯直接加)。若本題換成「電容器」,答案就會變成 1/9。