電路與電磁學基礎

在電動勢10 V的直流電源上串聯電阻R = 5 Ω與線圈(繞線電阻可忽略),並將開關閉合。開關閉合瞬間與經過足夠時間後的電流組合,下列哪一項正確?

  1. A瞬間2 A,足夠時間後0 A
  2. B瞬間2 A,足夠時間後2 A
  3. C瞬間0 A,足夠時間後2 A
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正確答案:C. 瞬間0 A,足夠時間後2 A

由 v = L di/dt 的關係,線圈的電流不會突然改變,因此開關閉合瞬間的電流為0,線圈表現得如同開路,電源電壓10 V全部加在線圈上。經過足夠時間後電流不再變化,線圈電壓變為0(如同短路),電流為 10 V/5 Ω = 2 A。在此期間,電流以時間常數 L/R 呈指數增加。

  • A. 瞬間2 A、之後變為0 A,是以電容器取代線圈串聯時的情形。
  • B. 從一開始就流過2 A,是沒有線圈(只有電阻)的情形。
  • C. 正確。線圈電流不會突然改變,因此從0 A趨近2 A。
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