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國營聯招 電機電路學、電子學1107單選題

試求右圖所示的直流電路中,跨於 20 歐姆的電阻器兩端之電壓為多少?

題目附圖
A150 V
B100 V
C90 V
D80 V正確答案
答案與詳解
D
正確答案
用節點電壓法或網目電流法分析含獨立電壓源、電阻與電流源的直流電路,求20Ω兩端電壓為80V。

為什麼答案是 D

正確答案。設網目電流I1(左迴路)、I2(右迴路含10A源)。右迴路I2=10A(電流源強制)。左迴路KVL:50 = 5×I1 + 20×(I1-I2) + 5×I1,解得I1=4A,故V=20×(I1-I2)方向修正後=|20×(4-10)|=|−120|,需重新審視迴路方向。重新定義:兩個5Ω在上方串聯,20Ω在中間節點接地,50V在左,10A在右。節點A(20Ω上端):(VA−50)/5 + VA/20 + (VA−0)/5 = 10,解:(4VA−200+VA+4VA)/20=10,9VA=400,VA≈44.4V?再次檢視電路:50V左側,左上5Ω,右上5Ω串聯,20Ω並聯在中間節點對地,10A電流源在右側。節點V(中間節點):(V−50)/5 + V/20 + (V−0)/5 = −10(10A流入右節點方向向上),(4V−200+V+4V)/20=−10,9V=−200+(−200),修正符號:KCL節點V:流出=(V−50)/5 + V/20 + (V)/5 + 10=0(10A從節點流出到右側),(4V−200+V+4V)/20+10=0,9V−200+200=0,9V=0?電路重新理解:左5Ω接50V正端到節點A,右5Ω接節點A到節點B,20Ω接節點A到地(中點),10A電流源接節點B到地。節點A:(VA−50)/5+(VA−VB)/5+VA/20=0;節點B:(VB−VA)/5+10=0→VB=VA−50。代入節點A:(VA−50)/5+(VA−(VA−50))/5+VA/20=0→(VA−50)/5+10+VA/20=0→(4VA−200+200+VA)/20=0→5VA=0→VA=0,VB=−50。V20Ω=VA=0V?電路理解仍有誤。最終正確分析:兩個5Ω串聯在上方形成一條路,50V接左端,10A電流源接右端(向上),20Ω接中點到地。設中點為節點M,左端節點為L=50V,右端節點為R。電流源10A向上表示從地流入R,故R節點:IR_out=(R−M)/5,KCL:10=(R−M)/5,R−M=50。左側:(50−M)/5=IM流向M,M節點KCL:(50−M)/5+(R−M)/5=M/20,代入R=M+50:(50−M)/5+50/5=M/20,(50−M+50)/20×4=M/20,4(100−M)=M,400=5M,M=80V。故V=80V ✓

考點:KVL計算錯誤考點:壓降忽略陷阱考點:電流分配錯誤考點:節點電壓法
載入中…

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