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    14.素養(4)
A 3個燈泡串聯再接到電瓶輸出兩端
B 2個燈泡並聯再串聯一個燈泡再接到電瓶輸出兩端
C 3個燈泡並聯再接到電瓶輸出兩端
D 2個燈泡串聯再與1個燈泡並聯再接到電瓶輸出兩端

3個燈泡串聯再接到電瓶輸出兩端

R = 600+600+600=1800Ω 不等於內阻 200Ω,不是最大功率


2個燈泡並聯再串聯一個燈泡再接到電瓶輸出兩端

R = 600//600+600=900Ω 不等於內阻 200Ω,不是最大功率


3個燈泡並聯再接到電瓶輸出兩端

R = 600//600//600=200Ω 等於內阻 200Ω,最大功率


2個燈泡串聯再並聯一個燈泡再接到電瓶輸出兩端

R = (600+600)//600=400Ω 不等於內阻 200Ω,不是最大功率



A 4a:(a+1)2
B 2a:(a+1)2
C 4a:(a+2)2
D 9a:(a+2)2

外加負載 = Rth 有最大功率

負載電流 = th Rth + Rth

最大功率 = th 2Rth × th 2Rth × Rth = th2 4Rth


外加負載 = aRth 時的功率

負載電流 = th Rth + aRth

最大功率 = th (1+a)Rth × th (1+a)Rth × aRth = aEth2 (1+a)2Rth


比例:

aEth2 (1+a)2Rth th2 4Rth

a(1+a)2 14

4a:(1+a)2


A RL=2Ω,Pmax=50W
B RL=5Ω,Pmax=100W
C RL=10Ω,Pmax=50W
D RL=2Ω,Pmax=100W

RL = 2Ω 時,有最大功率轉移

RL 的電流 = 10 × 22+2 = 5A

Pmax= 5 × 5 × 2 = 50W


A 33W
B 44W
C 121W
D 196W

先把 `R_L` 電阻拿到,將左邊電路化成戴維寧等效電路

先算等效電阻(電壓源短路,電流源斷路)

4Ω 串聯 8Ω = 12Ω

再並聯 6Ω = 4Ω

再串聯 7Ω = 11Ω

`R_(th)` = 11Ω

等效電壓,因為 7Ω 沒有電流,因此 7Ω 兩端沒有電壓差 ,所以等效電壓原本是a、b兩點間的電壓 =c、b兩點間的電壓

利用重疊,先看36V,3A、6A 電流源 斷路

Vcb = 36* (4+8)/(6+4+8) = 24V

再看3A,6A 電流源斷路、36V電壓源短路

Vcb = 6Ω 電阻兩端電壓

流過 6Ω 電阻電流 `I_(6Ω)` = 3*4/(6+8+4) (6Ω 串聯 8Ω 再跟 4Ω分流)

`I_(6Ω)` =2/3 A

Vcb =2/3 *6 = 4V

再看6A,3A 電流源斷路、36V電壓源短路

Vcb = 6Ω 電阻兩端電壓

流過 6Ω 電阻電流 `I_(6Ω)` = 6*8/(6+8+4) (6Ω 串聯 4Ω 再跟 8Ω分流)

`I_(6Ω)` =8/3 A

Vcb =8/3 *6 =16V

Eth =24+4+16 = 44V

當 RL = 11Ω 有最大功率

流過 RL 電流 = 44/22 = 2A

RL 最大功率 = 2*2*11 =44W


A 12W
B 9W
C 6W
D 3W

將 RL 電阻 與18Ω 電阻對調位置,如上圖

9Ω 電阻 並聯18Ω 電阻 = 6Ω,並將電路拆成二部份,如上圖

將左半部電路化成戴維寧等效電路如下圖

由上圖可知,當RL=3Ω時,有最大功率

電路電流 I = 6 /(3+3)=1A,P= 1*1*3=3W


A RX =4Ω , Pmax =100W
B RX =10Ω , Pmax =100W
C RX =4Ω , Pmax =120W
D RX =10Ω , Pmax =120W

把 RX 從電路移除,剩下的電路轉成戴維寧等效電路

求戴維寧等效電阻 Rth,電壓源短路,電流源斷路

Rth = 4Ω 2Ω、9Ω、18Ω電阻無法與 4Ω 形成迴路

求戴維寧等效電壓 Eth ,先看20V 電壓源,其它電流源斷路

4Ω沒有電流,沒有壓降 Eth1 = 20V

再看5A 電流源,其它電壓源短路

壓降 Eth2 = 4Ω 兩端電壓 = 5 × 4 = 20V

Eth= 20 + 20 = 40V

當 RX = 4Ω 時有最大功率

Pmax = 20 × 204 = 100W (RX電壓只有 Eth 一半)


A 16W
B 32W
C 48W
D 64W

把 RL 電阻拿掉,剩下的電路化成戴維寧等效電路

求戴維寧等效電阻 Rth,電壓源短路,電流源斷路

Rth = 3 // 6 = 2Ω

求戴維寧等效電壓 Eth,先看 12A 電流源,其它電壓源短路

Eth1 = 左上3Ω電阻,兩端電壓(a-,b+)

Eth1 = 3 × (12 × 63+6) = 24V (分流)

再看 30V 電壓源,其它電壓源短路,電流源斷路

Eth2 = 右下6Ω電阻,兩端電壓(a+,b-)

Eth2 = 30 × 63+6 = 20V (分壓)

再看 60V 電壓源,其它電壓源短路,電流源斷路

Eth3 = 左上3Ω電阻,兩端電壓(a+,b-)

Eth3 = 60 × 33+6 = 20V (分壓)

Eth = 20+20 - 24 = 16V

當 RL = 2 Ω 時有最大功率, 2 Ω 兩端電壓 8V

最大功率 = 8×8/2 = 32W