初考-電子工程基本電學大意115 年第 19 題單選題
如圖所示之電路,求自端點 a-b 所視之戴維寧等效電壓為多少伏特?
B正確答案
a-b 開路時,1A 源迫使 2Ω 流 1A,3Ω 上電流 = 2−1 = 1A,故左節點 \\(V_1=3V\\);越過 3V 源、再扣 2Ω 之 2V 壓降,得 \\(V_{th}=V_{ab}=4\\,V\\),選 (B)。
為什麼答案是 B
由節點與 KVL:\(V_{th}=V_1+3-1\times 2=3+3-2=4\,V\),符合官方答案。
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完整詳解
Pro · 無限重點 a-b 開路時,1A 源迫使 2Ω 流 1A,3Ω 上電流 = 2−1 = 1A,故左節點 \\(V_1=3V\\);越過 3V 源、再扣 2Ω 之 2V 壓降,得 \\(V_{th}=V_{ab}=4\\,V\\),選 (B)。
["設下方端 b 為參考地 (0 V),左上節點為 \\(V_1\\)(接 2A 源上端、3Ω 上端、3V 源左端)。",
"① 2A 電流源向上注入 \\(V_1\\)。a-b 開路 → 沒有電流可從 \\(V_1\\) 流向 a 端嗎?檢查:a 端開路,但 1A 電流源把 1A 由 a 拉到 b。此 1A 必須由 2Ω 電阻自左→右補進 a,再經 1A 源回到 b。故 \\(I_{2\\Omega}=1\\,A\\)(向右)。",
"② 此 1A 也經 3V 電源(由 + 到 −,即由右到左)回到 \\(V_1\\),再從 \\(V_1\\) 經 3Ω 入地。所以 3Ω 上的電流 = 2A − 1A = 1A(向下)。",
"③ \\(V_1 = 1\\,A \\times 3\\,\\Omega = 3\\,V\\)。",
"④ 由 \\(V_1\\) 越過 3V 電源到 2Ω 左端:3V 源 − 在左、+ 在右,故 2Ω 左端電位 \\(=V_1+3=6\\,V\\)。",
"⑤ 2Ω 上 1A 由左流向 a,壓降 \\(1\\times2=2\\,V\\):\\(V_a = 6 - 2 = 4\\,V\\)。",
"⑥ \\(V_{th}=V_{ab}=V_a-V_b=4-0=4\\,V\\)。選 (B)。"].join("\n")
逐選項分析
A✕
未把 2A 經 3Ω 之 6V 與 3V 電源、2Ω 上 1A 壓降同時納入。
B✓ 正確
由節點與 KVL:\(V_{th}=V_1+3-1\times 2=3+3-2=4\,V\),符合官方答案。
C✕
僅算出左節點 \(V_1=6V\),忽略 3V 電源與 2Ω 壓降。
D✕
將 3V 電源加錯方向且忽略 2Ω 上 1A 之壓降所致。
戴維寧等效電壓求法重點
| 步驟 | 重點 |
|---|
| ① 取 a-b 開路 | 求 \(V_{ab}=V_{th}\),外部無電流流出 a |
| ② 左側節點 V₁ | 2A 電流源部分經 3Ω 入地(1A 經 1A 源分流),\(V_1=1\times3=3\,V\) |
| ③ 通過 2Ω 之電流 | a 端開路,1A 源由 a 往下到 b,必由 2Ω 由左向右補入,故 \(I_{2\Omega}=1\,A\) |
| ④ 沿路徑到 a | \(V_a = V_1 + 3 - 1\times 2 = 3 + 3 - 2 = 4\,V\) |
| ⑤ 結果 | \(V_{th}=V_{ab}=4\,V\)(選 B) |
關鍵在認清 1A 電流源是 a-b 之間的內部支路,開路指外部端子不接負載,內部 1A 仍流通,並強迫 2Ω 流入 1A;由此 3Ω 上電流變為 2A−1A=1A 而非 2A,許多人誤把 \(V_1=6V\) 直接代入而得錯誤答案。