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,L = 1 mH、C = 0.1 µF、R = 50 Ω。阻尼比 ζ 與步級響應種類的組合,下列哪一項正確?

加上直流電壓的串聯RLC電路 + E t = 0 R L i(t) C + − vC(t)
加上直流電壓的串聯RLC電路 · 在圖解集中查看
  1. Aζ = 0.25,欠阻尼(阻尼振盪)
  2. Bζ = 0.50,欠阻尼(阻尼振盪)
  3. Cζ = 4.0,過阻尼
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正確答案:A. ζ = 0.25,欠阻尼(阻尼振盪)

解法1(與標準形比較):特性方程式為 s² + (R/L)s + 1/(LC) = 0,與標準形 s² + 2ζωn s + ωn² 比較得 ωn = 1/√(LC) = 1×10⁵ rad/s、2ζωn = R/L。由此 ζ = (R/2)√(C/L) = 25 × √(0.1×10⁻⁶/1×10⁻³) = 25 × 0.01 = 0.25。解法2(與臨界電阻的比):臨界阻尼的電阻為 2√(L/C) = 200 Ω,因此也可由 ζ = R/(2√(L/C)) = 50/200 = 0.25 求得。ζ < 1,步級響應會超過最終值,並一邊振盪一邊收斂,為欠阻尼。

  • A. 正確。ζ = 50/200 = 0.25,為欠阻尼。
  • B. R√(C/L) = 0.5 忘了 ζ 公式中的1/2。
  • C. 4.0 是 ζ 的倒數,把 √(L/C) 與 √(C/L) 弄反了。
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