電路分析(交流電路、線性電路與暫態現象)

在圖中的串聯RLC電路,R = 10 Ω、L = 10 mH、C = 1 µF,並將有效值1 V的正弦波電壓頻率調到共振頻率。電容器兩端電壓 VC 的有效值為下列哪一項?

加上正弦波交流的串聯RLC電路 V I R L C VR VL VC Z = R + j(ωL − 1/(ωC))
加上正弦波交流的串聯RLC電路 · 在圖解集中查看
  1. A0.1 V
  2. B1 V
  3. C10 V
查看答案與解析

正確答案:C. 10 V

解法1(由共振條件依序計算):共振角頻率為 ω0 = 1/√(LC) = 1/√(10×10⁻³ × 1×10⁻⁶) = 1×10⁴ rad/s(約1.6 kHz)。共振時L與C的電抗互相抵銷,阻抗只剩R,I = 1 V/10 Ω = 0.1 A。電容器的電抗為 1/(ω0C) = 100 Ω,因此 VC = 0.1 A × 100 Ω = 10 V。解法2(使用Q值):串聯共振電路的 Q = (1/R)√(L/C) = (1/10) × √(10⁴) = 10,共振時L與C的電壓為電源電壓的Q倍。VC = Q × 1 V = 10 V,會出現比電源電壓更大的電壓,因此要注意元件的耐壓。

  • A. 這是 V/Q = 0.1 V,把應該乘Q的地方除了Q。
  • B. 這是共振時R上的電壓(與電源電壓相同的1 V)。L與C的電壓互相抵銷,但各自並不是0。
  • C. 正確。VC = Q × V = 10 × 1 V = 10 V。
練習這個領域 前往領域頁面

電路分析(交流電路、線性電路與暫態現象)的其他題目

  1. 某負載的電壓與電流相量(有效值)為 V = 100∠0° V、I = 5∠−30° A。此負載的虛功率大小為下列哪一項?
  2. 在電阻 R = 8 Ω 與電抗 X = 6 Ω 的線圈串聯而成的負載上,加上有效值100 V的正弦波電壓。負載的有效功率為下列哪一項?
  3. 如圖,在有效功率8 kW、功率因數0.8(落後)的電感性負載上並聯電容器C,想使從電源看的功率因數成為1。電容器應供給的虛功率大小為下列哪一項?
  4. 如圖,在有效功率8 kW、功率因數0.8(落後)的電感性負載上並聯電容器C,想把從電源看的功率因數改善為0.96(落後)。電容器應供給的虛功率最接近下列哪一項?
  5. 在線電壓200 V(有效值)的平衡三相電源上,如圖(b)連接每相為20 Ω電阻的Δ接負載。線電流的有效值最接近下列哪一項?