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					財團法人國際合作發展基金會
 遠距教學軟體開發計畫


   <<基本電學>>

   輔助教學軟體

   操作說明書
 國立中央圖書館出版品預行編目資料



 基本電學輔助教學軟體操作說明書/張炳雄、饒瑞鈞、陳嘉龍、林聖
 峰、陳敵北等著.—出版.—臺北:國際合作發展基金會,2007

    面:      公分



 ISBN




            基本電學輔助教學軟體操作說明書
        2007 年 3 月初版
  編     著   者 張炳雄、饒瑞鈞、陳嘉龍、林聖峰、陳敵北
  發     行   人 陳正忠
  出     版   者 財團法人國際合作發展基金會
              11157 臺北市士林區天母西路 62 巷 9 號 12~15 樓


          電話:(02)2873-2323
          傳真:(02)2876-6466.2876-6467
  編 輯 委 員 張國恩、吳文憲、張榮瑲、黃進和
  印 刷 者
  登 記 證 新聞局局版臺業字第                    號



本遠距教學軟體所有內容,包含圖元、文字說明、問題挑
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              版權所有           翻印必究
                                      目錄


目錄 ........................................................................................ I
壹﹑課程說明 ....................................................................... 1
貳﹑系統需求 ....................................................................... 2
參﹑程式啟動 ....................................................................... 2
單元 01:色碼電阻值的轉換 .............................................. 3
     一﹑教學目標: ...........................................................................3
     二﹑教學時數:二小時。 ...........................................................3
     三﹑實驗活動: ...........................................................................3
     四﹑主要功能及操作說明 ...........................................................4

單元 02:歐姆定律及功率 ................................................ 11
     一﹑教學目標: ......................................................................... 11
     二﹑教學時數:二小時。 ......................................................... 11
     三﹑實驗活動: ......................................................................... 11
     四﹑主要功能及操作說明 .........................................................12

單元 03:串聯電路 ............................................................ 19
     一﹑教學目標: .........................................................................19
     二﹑教學時數:二小時。 .........................................................19
     三﹑實驗活動: .........................................................................19
     四﹑主要功能及操作說明 .........................................................20

單元 04:並聯電路 ............................................................ 27
     一﹑教學目標: .........................................................................27
     二﹑教學時數:二小時。 .........................................................27
     三﹑實驗活動: .........................................................................27
     四﹑主要功能及操作說明 .........................................................28


                                           I
單元 05:克希荷夫電流定律 ............................................ 37
    一﹑教學目標: .........................................................................37
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................37
    三﹑實驗活動: .........................................................................37
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................38

單元 06:重疊定理 ............................................................ 45
    一﹑教學目標: .........................................................................45
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................45
    三﹑實驗活動: .........................................................................45
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................46

單元 07:戴維寧定理 ........................................................ 55
    一﹑教學目標: .........................................................................55
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................55
    三﹑實驗活動: .........................................................................55
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................56

單元 08:諾頓定理 ............................................................ 65
    一﹑教學目標: .........................................................................65
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................65
    三﹑實驗活動: .........................................................................65
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................66

單元 09:電容器充放電電路 ............................................ 73
    一﹑教學目標: .........................................................................73
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................73
    三﹑實驗活動: .........................................................................73
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................74

單元 10:電感器充放電電路 ............................................ 81
    一﹑教學目標: .........................................................................81
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................81
    三﹑實驗活動: .........................................................................81

                                       II
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................82

單元 11:克希荷夫電壓定律 ............................................ 89
    一﹑教學目標: .........................................................................89
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................89
    三﹑實驗活動: .........................................................................89
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................90

單元 12:三角型電路化 Y 型電路 ................................... 97
    一﹑教學目標: .........................................................................97
    二﹑教學時數:二小時。 .........................................................97
    三﹑實驗活動: .........................................................................97
    四﹑主要功能及操作說明 .........................................................98

單元 13:Y 型電路化三角型電路 .................................. 105
    一﹑教學目標: .......................................................................105
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................105
    三﹑實驗活動: .......................................................................105
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................106

單元 14:節點電壓法 ...................................................... 113
    一﹑教學目標: ....................................................................... 113
    二﹑教學時數:二小時。 ....................................................... 113
    三﹑實驗活動: ....................................................................... 113
    四﹑主要功能及操作說明 ....................................................... 114

單元 15:迴路電流法 ...................................................... 123
    一﹑教學目標: .......................................................................123
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................123
    三﹑實驗活動: .......................................................................123
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................124

單元 16:最大功率轉移 .................................................. 131
    一﹑教學目標: .......................................................................131
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................131
                                       III
   三﹑實驗活動: .......................................................................131
   四﹑主要功能及操作說明 .......................................................132

單元 17:戴維寧與諾頓電路之轉換 .............................. 139
   一﹑教學目標: .......................................................................139
   二﹑教學時數:二小時。 .......................................................139
   三﹑實驗活動: .......................................................................139
   四﹑主要功能及操作說明 .......................................................140

單元 18:決定電容量大小的因素 .................................. 147
   一﹑教學目標: .......................................................................147
   二﹑教學時數:二小時。 .......................................................147
   三﹑實驗活動: .......................................................................147
   四﹑主要功能及操作說明 .......................................................148

單元 19:電容器的串並聯電路 ...................................... 155
   一﹑教學目標: .......................................................................155
   二﹑教學時數:二小時。 .......................................................155
   三﹑實驗活動: .......................................................................155
   四﹑主要功能及操作說明 .......................................................156

單元 20:電感量與磁通量 .............................................. 163
   一﹑教學目標: .......................................................................163
   二﹑教學時數:二小時。 .......................................................163
   三﹑實驗活動: .......................................................................163
   四﹑主要功能及操作說明 .......................................................164

單元 21:法拉第電磁感應定律與感應 .......................... 171
   一﹑教學目標: .......................................................................171
   二﹑教學時數:二小時。 .......................................................171
   三﹑實驗活動: .......................................................................171
   四﹑主要功能及操作說明 .......................................................172

單元 22:安培右手定則與楞次定律 .............................. 179
   一﹑教學目標: .......................................................................179
                                     IV
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................179
    三﹑實驗活動: .......................................................................179
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................180

單元 23:三用電表的用法 .............................................. 187
    一﹑教學目標: .......................................................................187
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................187
    三﹑實驗活動: .......................................................................187
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................188

單元 24:佛萊明左(右)手定則 ....................................... 195
    一﹑教學目標: .......................................................................195
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................195
    三﹑實驗活動: .......................................................................195
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................196

單元 25:惠斯登平衡電橋 .............................................. 203
    一﹑教學目標: .......................................................................203
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................203
    三﹑實驗活動: .......................................................................203
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................204

單元 26:電感/電容電路的暫態 .................................. 209
    一﹑教學目標: .......................................................................209
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................209
    三﹑實驗活動: .......................................................................209
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................210

單元 27:交流電力傳輸 .................................................. 217
    一﹑教學目標: .......................................................................217
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................217
    三﹑實驗活動: .......................................................................217
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................218


                                      V
單元 28:交流電特性 ...................................................... 225
    一﹑教學目標: .......................................................................225
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................225
    三﹑實驗活動: .......................................................................225
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................226

單元 29:交流波形的表示 .............................................. 233
    一﹑教學目標: .......................................................................233
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................233
    三﹑實驗活動: .......................................................................233
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................234

單元 30:有效值與平均值 .............................................. 241
    一﹑教學目標: .......................................................................241
    二﹑教學時數:二小時。 .......................................................241
    三﹑實驗活動: .......................................................................241
    四﹑主要功能及操作說明 .......................................................242

單元 31:相角 .................................................................. 249
    一、教學目標: .......................................................................249
    二、教學時數:二小時。 .......................................................249
    三、實驗活動: .......................................................................249
    四、主要功能及操作說明 .......................................................250

單元 32:波形 .................................................................. 257
    一、教學目標: .......................................................................257
    二、教學時數:二小時。 .......................................................257
    三、實驗活動: .......................................................................257
    四、主要功能及操作說明 .......................................................258

單元 33:純電阻在交流電路中的特性 .......................... 267
    一、教學目標: .......................................................................267
    二、教學時數:二小時。 .......................................................267
    三、實驗活動: .......................................................................267

                                      VI
  四、主要功能及操作說明 .......................................................268

單元 34:純電容在交流電路中的特性 .......................... 273
  一、教學目標: .......................................................................273
  二、教學時數:二小時。 .......................................................273
  三、實驗活動: .......................................................................273
  四、主要功能及操作說明 .......................................................274

單元 35:純電感在交流電路中的特性 .......................... 279
  一、教學目標: .......................................................................279
  二、教學時數:二小時。 .......................................................279
  三、實驗活動: .......................................................................279
  四、主要功能及操作說明 .......................................................280

單元 36:電阻串聯電容在交流電路中的特性 .............. 285
  一、教學目標: .......................................................................285
  二、教學時數:二小時。 .......................................................285
  三、實驗活動: .......................................................................285
  四、主要功能及操作說明 .......................................................286

單元 37:電阻串聯電感在交流電路中的特性 .............. 291
  一、教學目標: .......................................................................291
  二、教學時數:二小時。 .......................................................291
  三、實驗活動: .......................................................................291
  四、主要功能及操作說明 .......................................................292

單元 38:電阻並聯電容在交流電路中的特性 .............. 297
  一、教學目標: .......................................................................297
  二、教學時數:二小時。 .......................................................297
  三、實驗活動: .......................................................................297
  四、主要功能及操作說明 .......................................................298

單元 39:電阻並聯電感在交流電路中的特性 .............. 303
  一、教學目標: .......................................................................303
  二、教學時數:二小時。 .......................................................303
                                    VII
   三、實驗活動: .......................................................................303
   四、主要功能及操作說明 .......................................................304

單元 40:交流功率的特性 .............................................. 311
單元 40:交流功率的特性 .............................................. 311
   一、教學目標: ....................................................................... 311
   二、教學時數:四小時。 ....................................................... 311
   三、實驗活動: ....................................................................... 311
   四、主要功能及操作說明 .......................................................312

單元 41:非諧振電阻\電容\電感的串聯電路 ................ 327
單元 41:非諧振電阻\電容\電感的串聯電路 ................ 327
   一、教學目標: .......................................................................327
   二、教學時數:二小時。 .......................................................327
   三、實驗活動: .......................................................................327
   四、主要功能及操作說明 .......................................................328

單元 42:非諧振電阻\電容\電感的並聯電路 ................ 335
   一、教學目標: .......................................................................335
   二、教學時數:二小時。 .......................................................335
   三、實驗活動: .......................................................................335
   四、主要功能及操作說明 .......................................................336

單元 43:電阻\電容\電感的串聯功率 ............................ 343
   一、教學目標: .......................................................................343
   二、教學時數:四小時。 .......................................................343
   三、實驗活動: .......................................................................343
   四、主要功能及操作說明 .......................................................344

單元 44:電阻\電容\電感的並聯功率 ............................ 359
   一、教學目標: .......................................................................359
   二、教學時數:四小時。 .......................................................359
   三、實驗活動: .......................................................................359

                                     VIII
    四、主要功能及操作說明 .......................................................360

單元 45:串聯諧振電路 .................................................. 375
    一、教學目標: .......................................................................375
    二、教學時數:四小時。 .......................................................375
    三、實驗活動: .......................................................................375
    四、主要功能及操作說明 .......................................................376

單元 46:並聯諧振電路 .................................................. 389
    一、教學目標: .......................................................................389
    二、教學時數:四小時。 .......................................................389
    三、實驗活動: .......................................................................389
    四、主要功能及操作說明 .......................................................390

單元 47:Y-△阻抗的互換 .............................................. 401
    一、教學目標: .......................................................................401
    二、教學時數:二小時。 .......................................................401
    三、實驗活動: .......................................................................401
    四、主要功能及操作說明 .......................................................402

單元 48:交流電源單相三線供電系統 .......................... 411
    一、教學目標: ....................................................................... 411
    二、教學時數:二小時。 ....................................................... 411
    三、實驗活動: ....................................................................... 411
    四、主要功能及操作說明 .......................................................412

單元 49:三相交流電源的基本特性 .............................. 419
    一、教學目標: .......................................................................419
    二、教學時數:二小時。 .......................................................419
    三、實驗活動: .......................................................................419
    四、主要功能及操作說明 .......................................................420

單元 50:三相電路電功率計算 ...................................... 431
    一、教學目標: .......................................................................431
    二、教學時數:二小時。 .......................................................431
                                      IX
三、實驗活動: .......................................................................431
四、主要功能及操作說明 .......................................................432




                                  X
             壹﹑課程說明
一﹑職業學校一般分為工業﹑農業﹑商業﹑家事﹑海事水產﹑醫護與
  藝術類別。
二﹑工業學校一般包含機械﹑電機﹑電子﹑土木建築﹑化工及工藝組群。
三﹑各組群之分科包含兩種類型,一為涵蓋較廣產業領域的基礎型科
  別,如機械組群中的機械科,另一種為涵蓋較窄產業領域的專業
  型科別,如同為機械組群中的汽車科或焊接科。同樣在電機電子
  組群中,基礎型的科別為電機科﹑電子科。而專業型科別則為冷
  凍空調科﹑儀表修護科等。另有一種整合(或綜合)兩個組群所設
  的科,如電機機械科整合了電機與機械二個組群的內容。這些設
  科的理由都是根據產業目前及未來的需求而考量。
四﹑本案選擇機械電機及電子三科做為標的,是考量其涵盖面較廣可
  以適應各種不同的產業需求與較長遠的發展。
五﹑各科除一般課程(語文﹑基礎數理及人文藝術)外,最主要的核心
  為專業科目,每一科均包含相當數量的專業科目。專業科目都包
  含理論學科與實習學科。實習學科可透過實習工場設備直接操作
  達到技術熟練的目的,而理論學科一般經由教師講解以讓學生了
  解基礎理論原理。
六﹑理論學科的學習如能透過實驗室的實驗設備,驗證理論可以加強
  其學習效果。本案則以電腦模擬實驗設備直接在電腦上操作,可
  以獲得有效的學習,突破實驗室設備的時空限制。
七﹑本案選擇三個理論學科即機械科的機械力學﹑電機科的基本電學
  與電子科的基本電子學做為標的,並先選擇其中各十個單元做為
  先導計畫。




               1
                貳﹑系統需求
 80486(含)以上的個人電腦及其它相容機種。
 Windows 98SE/2000/ME/XP 中文版。
 至少 64MB 的記憶體。
 螢幕解析度 800x600 Hi-Color。


                參﹑程式啟動
  請放入光碟,於各單元的相關目錄下,找到 index.htm 檔案,連
按兩下滑鼠左鍵,即可開始使用。
  當教師或學生依照題意於操作區操作後,將所獲知的結果於作答
區作答並按下「確定」鈕,回答正確時會有題意之詳解說明,而回答
錯誤時則會有 2~3 種不同程度之回饋,讓學生能依照回饋的內容逐
步探索至正確的答案,並從中學習,於過程若有不了解之處,亦可按
下「提示」鈕提示作答的方向。




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                圖 0 遠距教學首頁


                      2
        單元 01:色碼電阻值的轉換

一﹑教學目標:
(一)透過模擬電阻測量來瞭解色碼電阻(Color ring resistor)值的計算
  方式。
(二)透過實際的例子,來瞭解電阻器色環(The color ring of resistor)
  所代表的數字意義。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬色碼電阻器之測量情形。主要實驗活動有下列三項:
 1.在直接觀察的情形下,電阻之基本觀念的呈現。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.題"
 2.色碼電阻之測量與實際的變化情形。
   模擬實驗安排於"引導問題第 3.4.5.6.7.8.9.題"
 3.以色碼標示電阻誤差值之變化情形。
   模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12.13.題"




                      3
色碼電阻測量模擬實驗電路圖如圖 1 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




        返回圖示

        操作說明區            作答區


            圖 2 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
  1.本模擬電路採用直接點選顏色的方式,來決定色碼電阻的樣
   式,同時進行測量。
  2.請直接點選「Change color」方框變更色環顏色。
  3.使用電阻測量表(R METER):拖曳電表至電阻上方,操作正
   確,電表將自動接上。錯誤,電表會彈回原來位置,學習者需
   重複操作直至電表正確接上。
  4.請直接觀察電表上所顯示之電阻值來進行作答。




                   4
(二)引導問題:
 1.將色環標示於表面之電阻通常稱為?
  (A) 色碼電阻
  (B) 水泥電阻
  (C) 可變電阻
  (D) 數字電阻
  Ans:(A)
  提示:一般標示法有兩種,分別是數字標示法及色碼標示法,
       請就字義作答!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋 1:請就字義作答,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 2.在色碼電阻的標示方法中,上圖是屬於?
  (A) 三環式
  (B) 四環式
  (C) 五環式
  (D) 六環式
  Ans:(C)
  提示:請數一數電阻上共有幾個環!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請以圖中實際的色環數作答,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

                    ,並以電表測量所得之
 3.將電阻的色彩依序調整為「紅黑黑黑金」
 電阻為?
  (A) 200 歐姆
  (B) 2K 歐姆
  (C) 20K 歐姆
  (D) 200K 歐姆
  Ans:(A)
  提示:請以電表測量!

                 5
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請依電表所測得之電阻值作答,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!
4.承上題,除最後兩環外(不考慮),其餘各環皆代表 1 個數字,請
問紅色代表的數字為?
 (A) 1
 (B) 2
 (C) 3
 (D) 4
 Ans:(B)
 提示:請就上題電表所測量的第一個數字來判別!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:可參考電表上的數字來作答,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

5.承上題,請問黑色所代表的數字為?
 (A) 0
 (B) 1
 (C) 2
 (D) 3
 Ans:(A)
 提示:請就第 3 題電表所測量的第二或第三個數字來判別!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:可參考電表上的數字來作答,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

                   ,並以電表測量所得之
6.將電阻的色彩依序調整為「棕紅橙黑金」
電阻為?
 (A) 123
 (B) 321
 (C) 100
 (D) 432
 Ans:(A)

               6
提示:請參考示電表上的數值,最後兩環不需考慮。
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:可參考電表上的數字來作答,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

7.承上題,請問棕色所代表的數字為?
(A) 0
(B) 1
(C) 2
(D) 3
Ans:(B)
提示:請就上一題電表所測量的第一個數字來判別!
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:可參考電表上的數字來作答,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

8.承上題,請問橙色所代表的數字為?
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
Ans:(C)
提示:請就第六題電表所測量的第三個數字來判別!
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:可參考電表上的數字來作答,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

9.請調整並觀察「黑棕紅橙黃綠藍紫灰白」等顏色所代表的數字
依序為?
(A) 0123456789
(B) 0123498765
(C) 5678901234
(D) 9876501234
Ans:(A)
                 7
 提示:請直接調整第 1 個環的顏色並觀察電表第 1 個數字,以
     作為判斷!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:可參考電表上的數字來作答,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

10.電阻「黃綠藍黃金」表示電阻值為 456x10n,此時 n 為?
 (A) 2
 (B) 4
 (C) 5
 (D) 6
 Ans:(B)
 提示:黃色所代表的數字為 4,倒數第 2 個色環所代表的是
      10 的 n 次方,n 為色環所代表的數字!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:電表中英文字母(K)表示 10 的 3 次方。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

11.電阻「紫灰白紫金」表示電阻值為 789x107,此時電表中的英
 文字母(M)所代表的意義為?
 (A) 106
 (B) 107
 (C) 108
 (D) 105
 Ans:(A)
 提示:請將電阻值與電表中的電阻值比較,即可獲得答案!
 答對回饋:不錯哦!K 表示 10 的 3 次方,M 表示 10 的 6 次
           方,G 表示 10 的 9 次方!
 答錯回饋 1:可直接將電阻值轉換成電腦中的數值,即可得知
           答案,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

12.色碼電阻的最後一環表示誤差範圍,金色為(+-)5%,請問電阻

                    8
 「棕黑黑黑金」表示電阻值介於?
 (A) 95~105 之間
 (B) 90~110 之間
 (C) 85~115 之間
 (D) 99~101 之間
 Ans:(A)
 提示:請以測得之電阻值乘以誤差範圍,其結果再以測得之
       電阻值加減之,求其上限與下限!
 答對回饋:不錯哦!電阻因材料的不同,生產環境及溫度等
           因素,難免會與理想值有誤差,電阻的誤差值愈
           小,其品質愈好!
 答錯回饋 1:前 4 碼所代表的意義為 100 乘以 10 的零次方,
             請再試一次。
 答錯回饋 2:將前 4 碼所得之數字加減誤差範圍 5%,即可獲
             答案,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

13.色碼電阻的最後一環表示誤差範圍,銀色為(+-)10%,請問電
 阻「棕黑黑紅金」表示電阻值介於?
 (A) 9K~11 K
 (B) 9.5 K~0.5 K
 (C) 8 K~12 K
 (D) 8.5 K~11.5 K
 Ans:(A)
 提示:請以測得之電阻值乘以誤差範圍,其結果再以測得之
       電阻值加減之,求其上限與下限!
 答對回饋:不錯哦!色碼電阻的最後一環表示誤差範圍,共
           有金色(+-)5%及銀色(+-)10%兩種!
 答錯回饋 1:第 4 碼紅色代表 10 的 2 次方,請再試試。
 答錯回饋 2:前 3 碼「棕黑黑」代表 100,請再試試。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

                    9
Note




 10
       單元 02:歐姆定律及功率

一﹑教學目標:
(一)透過電壓﹑電流及電阻之間的變化,來瞭解歐姆定律。
(二)透過觀查燈泡的亮度及實際換算電能的大小來瞭解功率的變化。



二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬歐姆定律之特性及電能(藉由觀察光能)與功率之變化。主要
實驗活動有下列三項:
  1.模擬電阻增加或滅少時,電壓﹑電流與電阻之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.4.7.8.題"
  2.模擬電阻增加或滅少時,電阻與燈泡分壓之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 2.3.題"
  3.模擬在電阻增加或滅少時,功率之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.9.10.11.題"




                  11
 歐姆定律及功率模擬實驗電路圖如圖 2 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




       返回圖示

       操作說明區            作答區


              圖 2 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用單純的實驗連接方式,將壓電﹑可變電阻及燈
  泡串聯在一起。
 2.使用電壓表(V METER)及電流表(A METER):依電路需求拖曳
  電表至電路適當位置(通常將電表拖曳至電路零件上方放開即
  可),操作正確,電表將自動接上。錯誤,電表會彈回原來位置,
  學習者需重複操作直至電表正確接上。
 3.調整電壓的大小,可調整電池下捲軸上的箭頭,向右增加,向
  左減少電壓。
 4.調整電阻的大小,可按電阻左方捲軸上的葥頭,向上增加,向
  下減少電阻。
 5.請直接觀察電阻及燈泡上之電壓及電流值,再進行作答。
                  12
(二)引導問題:
 1.開關打開後,在未調整電壓及電阻的情況下,電流為?
  (A) 1.4mA
  (B) 1.2mA
  (C) 1.3mA
  (D) 1mA
  Ans:(B)
  提示:請參考電流表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋 1:你應該將電流表移至電路下方之電線上,即可測
              量電流值,請再試一次。
  答錯回饋 2:將電流表移至電路下方後,電流表會自動串聯至
              電路上,即可測量電流值,請再試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,加油!

 2.在一開始開關開啟的狀態下,燈泡兩側的電壓值為?
  (A) 12V.
  (B) 11V.
  (C) 10V.
  (D) 0V.
  Ans:(A)
  提示:請參考電壓表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!燈泡的電壓為燈泡與另一可變電阻分壓後
              的結果,當可變電阻為 0 歐姆時,燈泡上的電壓就
              等於總電壓。
  答錯回饋 1:你應該將電壓表移至燈泡上,即可測量電壓值。
  答錯回饋 2:將電壓表移至燈泡上之後,電壓表會自動並聯至
              燈泡旁,即可測量電壓值,請再試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,加油!

 3.開關開啟後,在未調整的狀態下,可變電阻兩側的電壓值為?
  (A) 0 V.

                       13
 (B) 12 V.
 (C) 11 V.
 (D) 9 V.
 Ans:(A)
 提示:請參考電壓表上之數值。
 答對回饋:不錯哦!可變電阻的電壓為可變電阻與燈泡分壓後
             的結果,當它的電阻為 0 時,則無任何電壓存在。
 答錯回饋 1:你應該將電壓表移至電阻上,即可測量電壓值。
 答錯回饋 2:將電壓表移至電阻上之後,電壓表會自動並聯至
              電阻旁,即可測量電壓值,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,加油!

4.在前面的例子中,總電流為 1.2mA﹑燈泡的電壓為 12V,請問
燈泡的電阻為?
 (A) 9K 歐姆.
 (B) 12K 歐姆.
 (C) 11K 歐姆.
 (D) 10K 歐姆.
 Ans:(D)
 提示:求電阻之公式為:電壓除以電流。
 答對回饋:不錯哦!電阻等於電壓除以電流。
 答錯回饋 1:1m 等於 10 的-3 次方,請再試一次。
 答錯回饋 2:12 除以 1.2 等於 10,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油。

5.請問目前燈泡的功率值為?
 (A) 14.4mW
 (B) 10mW
 (C) 0mW
 (D) 12mW。
 Ans:(A)
 提示:請以燈泡之電壓平方值再除以燈泡之電阻值即可求得功


                    14
        率。
答對回饋:不錯哦!功率可以用燈泡之電壓平方值再除以燈泡
             之電阻值,或是以燈泡之電壓再乘以燈泡之電流。
答錯回饋 1:考慮上一題所求得燈泡電阻為 10K 歐姆,請再試
              一次。
答錯回饋 2:燈泡之電壓為 12V,平方後再除以電阻值試試看。
答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

6.燈泡的功率值是否等於總電壓乘以總電流?
(A) 無法預測
(B) 不是
(C) 是
(D) 不一定。
Ans:(C)
提示:請以燈泡之電壓(12V)平方值再除以燈泡之電阻值(10K)
        與總電壓乘以總電流相比較。
答對回饋:不錯哦!目前整個電路的負載只有燈泡,所以燈泡
             之功率與總功率相等。
答錯回饋 1:目前電路負載只有燈泡,因此燈泡上的電壓等於
              總電壓,再試一次。
答錯回饋 2:目前電路負載只有燈泡,因此燈泡上的電流等於
              總電流,請再試試。
答錯回饋 3:燈泡之電壓乘上燈泡之電流等於燈泡之功率,請
              再試試。

7.將可變電阻調整成 5K 歐姆,此時電路之電流值為?
(A) 1 mA
(B) 2 mA
(C) 0.8 mA
(D) 0.5 mA。
Ans:(C)
提示:請參考電流表上之數值。

                     15
答對回饋:不錯哦!將總電壓除以電路之總電阻(燈泡電阻加上
           可變電阻),即等於電路之電流。
答錯回饋 1:將電流表移至電路下方後,電流表會自動串聯至
              電路上,即可測量電流值,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

8.此時電流大小是否等於總電壓除以(可變電阻值加燈泡電阻
值)?
(A) 無法預測
(B) 不是
(C) 是
(D) 不一定。
Ans:(C)
提示:總電流等於總電壓除以總電阻。
答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
答錯回饋 1:你可依題意計算出電流大小,再與實際值作比較,
              再試一次吧。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

9.目前可變電阻之功率為?
 (A) 3.2mW
 (B) 5 mW
 (C) 4.8 mW
 (D) 6 mW。
 Ans:(A)
提示:功率等於(電壓平方除以電阻值)或(電流平方乘以電阻
        值)。
答對回饋:不錯哦!電阻功率等於(電壓平方除以電阻值)或(電
           流平方乘以電阻值)。
答錯回饋 1:你可將可變電阻之電流平方再乘以電阻值,再試
              一次。
答錯回饋 2:目前可變電阻上之電流值為 0.8mA,電阻值為 5K

                       16
            歐姆,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

10.目前燈泡之功率為?
  (A) 3.2 mW
  (B) 6.4 mW
  (C) 5.1 mW
  (D) 4.8 mW。
  Ans:(B)
  提示:功率等於(電壓平方除以電阻值)或(電流平方乘以電阻
          值)。
  答對回饋:不錯哦!燈泡功率等於(燈泡電壓平方除以電阻值)
            或(燈泡電流平方乘以電阻值)或(燈泡電壓乘以燈
            泡電流)。
  答錯回饋 1:你可將燈泡之電流平方再乘以燈泡之電阻值(10K
                歐姆),再試一次。
  答錯回饋 2:目前燈泡上之電流值為 0.8 mA,燈泡之電阻值
                為 10K 歐姆,請再試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

11.在前 2 題中,可變電阻及燈泡的功率分別為 3.2 mW 及 6.4
 mW,請問電路的總功率是否等於燈泡加上可變電阻之功率?
  (A) 無法預測
  (B) 不是
  (C) 是
  (D) 不一定。
  Ans:(C)
  提示:總功率等於總電壓乘以總電流。
  答對回饋:不錯哦!電壓源所提供之功率等於電路負載功率
            之加總。
  答錯回饋 1:你可將總電壓乘以總電流後,再依題意作比較。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

                      17
18
           單元 03:串聯電路

一﹑教學目標:
(一)透過模擬電路來瞭解串聯電路的定義及特性。
(二)透過實際的例子,來瞭解串聯電路實際的運作情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬串聯電路之特性及其電路之運作情形。主要實驗活動有下列
四項:
  1.電路在已知電壓及電流的情況下,燈泡內電阻的換算情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 3.12.題"
  2.電路增加或減少電阻時,電壓及電流之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.5.6.10.11.13.題"
  3.增加或減少電阻的情況下,個別零件及電路總功率之變化情
  形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.7.8.9.題"
  4.串聯電路之驗証。
  模擬實驗安排於"引導問題第 14.題"




                   19
 串聯電路模擬實驗電路圖如圖 3 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




       返回圖示

       操作說明區            作答區


              圖 3 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用增加或減少電阻的方式,來模擬串聯電路。
 2.請將燈泡放至方框所在的位置,操作正確,燈泡將自動接上。
  錯誤或移開方框,燈泡會彈回原來位置。
 3.使用電壓表(V METER)及電流表(A METER):依電路需求拖曳
  電表至電路適當位置(通常將電表拖曳至電路零件上方放開即
  可),操作正確,電表將自動接上。錯誤,電表會彈回原來位置,
  學習者需重複操作直至電表正確接上。
 4.請直接觀察燈泡及電路上之電壓及電流值,再進行作答。




                  20
(二)引導問題:
 1.電路上只有一個燈泡時,電流值為?
  (A) 1.2A
  (B) 1.5A
  (C) 1A
  (D) 2A
  Ans:(A)
  提示:請參考電表上之數值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請將電流表移至電路上方測量,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 2.承上題,燈泡的電壓值為?
  (A) 120V
  (B) 110V
  (C) 100V
  (D) 90V
  Ans:(A)
  提示:請參考電表上之數值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請將電壓表移至燈泡右側測量,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 3.承上題,燈泡的電阻為?
  (A) 90 歐姆
  (B) 100 歐姆
  (C) 110 歐姆
  (D) 120 歐姆
  Ans:(B)
  提示:請用電壓除以電流值,即可獲得燈泡的電阻!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!



                  21
答錯回饋 1:請以電壓值(120)除以電流值(1.2)即可獲得燈泡之
             電阻值,再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

4.承上題,此時燈泡的功率為?
(A) 144 瓦特
(B) 120 瓦特
(C) 90 瓦特
(D) 100 瓦特
Ans:(A)
提示:功率的計算方式為電壓乘以電流!
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:請以電壓值(120)乘以電流值(1.2)即可獲得燈泡之
             功率值,再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

5.再加上一顆燈泡,此時電路之總電流為?
(A) 0.55A
(B) 0.6A
(C) 0.65A
(D) 0.7A
Ans:(B)
提示:請參考電流表上之數值!
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:請將電流表移至電路上方測量,再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

6.承上題,此時上下兩顆燈泡之電壓值分別為?
(A) 60V,60V
(B) 55,65V
(C) 120V,0V
(D) 65V,55V

                   22
 Ans:(A)
 提示:請參考電壓表上之數值!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:總電壓為 120V,兩顆燈泡之電阻值相當,因此每
             顆燈泡均分了實際的電壓值,請再試一次。
 答錯回饋 2:請直接將電壓表置於燈泡右測,分別測出兩顆燈
             泡之電壓值後,請試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

7.加一顆燈泡之後,燈泡之亮度為?
 (A) 明顯變暗
 (B) 沒有改變
 (C) 明顯變亮
 (D) 沒有亮度
 Ans:(A)
 提示:請參考實際的亮度,或測減燈泡試試!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請直接觀察並比較結果,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

8.承上題,目前電路上共兩顆燈泡,第一顆燈泡之功率為(I=0.6A,
 V=60V)?
 (A) 36 瓦特
 (B) 30 瓦特
 (C) 40 瓦特
 (D) 26 瓦特
 Ans:(A)
 提示:功率可以電壓乘以電流來求出。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請以測得之電流及電壓求之,再試一次。
 答錯回饋 2:目前第一顆燈泡之電壓為 60 伏特,電流為 0.6 安
             培,試再試一次。
                   23
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!
9.燈泡之功率與亮度的關係為?
 (A) 大約呈正比關係
 (B) 大約呈反比關係
 (C) 沒有關係
 (D) 正比及反比皆有可能
 Ans:(A)
 提示:電路僅 1 顆燈泡時,該燈泡的功率為 144 瓦特,最亮,
      電路為 2 顆燈泡時,單一燈泡之功率為 36 瓦特,變暗。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請比較觀察,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

10.承上題,再加上一顆燈泡(共 3 顆),此時電路之總電流為?
  (A) 0.4A
  (B) 0.5A
  (C) 0.6A
  (D) 0.3A
  Ans:(A)
  提示:請參考電流表上之數值!
  答對回饋:不錯哦!目前的總電流等於總電壓除以 3 倍的燈
             泡電阻。
  答錯回饋 1:請比較並觀察電流表之數值大小,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

11.燈泡增加,電路之總電流之變化為?
  (A) 隨著燈泡的增加而增加
  (B) 隨著燈泡的增加而減少
  (C) 沒有變化
  Ans:(B)
  提示:請參考電流表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。

                    24
 答錯回饋 1:請比較並觀察電流表之數值大小,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

12.燈泡增加時(總電流減少),電路總電阻的變化為?
 (A) 增加
 (B) 減少
 (C) 不變
 (D) 無顯著關係
 Ans:(A)
 提示:請觀查燈泡逐一加入電路時,總電壓與總電流之間的
         變化,推算並比較總電阻的大小!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請比較並觀察電流表之數值大小,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

13.將 4 個燈泡全部放置到電路上,此時燈泡上之電壓合計是否等
 於總電壓?
 (A) 是
 (B) 否
 (C) 無相關
 (D) 無法判別
 Ans:(A)
 提示:請考量個別放置電壓及電流源時,電路的實際情形!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:各別測量燈泡上之電壓,再將其加總,請再試一
           次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

14.請問這樣的電路是屬於?
 (A) 串聯電路
 (B) 並聯電路
 (C) 反向電路

                 25
(D) 回饋電路
Ans:(A)
提示:請考量個別放置電壓及電流源時,電路的實際情形!
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:此電路燈泡連接的方式為串接,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




      A+B= ?




               26
          單元 04:並聯電路

一﹑教學目標:
(一)了解並聯電路的組成方式﹑定義及其特性。
(二)了解並聯電路之電壓﹑電流﹑電阻,其增減時彼此間的相互關
  聯及變化。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬並聯電路之特性。主要實驗活動有下列四項:
 1.模擬並聯電路負載增加或滅少時,電壓之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 2.4.9.16.題"
 2.模擬並聯電路負載增加或滅少時,電器上電流之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.6.7.題"
 3.模擬並聯電路負載增加或滅少時,電阻之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 3.12.13.14.題"
 4.模擬並聯電路負載增加或滅少時,總電流之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.7.8.10.11.15.題"




                   27
 並聯電路模擬實驗電路圖如圖 4 所示:




                                   單元名稱
                                   及說明


                                    操作區




        返回圖示

        操作說明區           作答區

            圖 4 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用家庭用電的連接方式,電壓榞為 110 伏特的交
  流電。
 2.使用電壓表(V METER)及電流表(A METER):依電路需求拖曳
  電表至電路適當位置(通常將電表拖曳至電路零件上方放開即
  可),操作正確,電表將自動接上。錯誤,電表會彈回原來位置,
  學習者需重複操作直至電表正確接上。
 3.電路中半透明的電器圖示即為相同圖示電器的預設擺放位置,
  使用滑鼠將電確電器拖曳至正確位置,若將電器移開預設或放
  置錯誤位置,則電器將自動回歸至原始置放處。
 4.點選(Click)開關處,即可開啟或關閉電路之電源。
 5.請直接觀察電器上之電壓及電流值,再以電壓除以電流值,即
  可求得電器之電阻值或阻抗值。

                  28
(二)引導問題:
 1.總開關打開後,音響上所流經的電流為?
  (A) 0.77A
  (B) 0.66A
  (C) 0.88A
  (D) 0.99A
  Ans:(A)
  提示:請參考電流表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋 1:將電流表直接置於音響下方即可測量電流值,請
               再試一次。
  答錯回饋 2:電流表上所顯示的數字即為通過音響的電流,請
               再試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 2.將電壓表移至音響上,所測得的電壓為?
  (A) 約 110V
  (B) 約 100V
  (C) 約 120V
  (D) 約 90V
  Ans:(A)
  提示:請參考電壓表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!目前電路的負載只有音響,所以音響的電
              壓等於電壓源的電壓。
  答錯回饋 1:將電壓表直接置於音響右側即可測量電壓值,請
               再試一次。
  答錯回饋 2:電壓表上所顯示的數字即為音響上的電壓,請再
               試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 3.利用音響上電壓表及電流表所測得之數值,可計算出音響的電
  阻值為多少歐姆?

                       29
(A) 約 100 歐姆
(B) 約 142 歐姆
(C) 約 130 歐姆
(D) 約 122 歐姆
Ans:(B)
提示:電阻可以用電壓 除以 電流求出!
答對回饋:不錯哦!電壓除以電流等於電阻值。
答錯回饋 1:音響上的電壓值為 110 伏特,電流值為 0.77 安培,
          請再試一次。
答錯回饋 2:你可用 110V 除以 0.77A 求電阻值,請再試一次。
答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

4.將電視置於電路上,此時音響上的電壓值有無變化?
(A) 變小
(B) 變大
(C) 不變
(D) 不一定
Ans:(C)
提示:電器的置放方式為並聯電路,個別電器上之電壓與電壓
     源相同。
答對回饋:不錯哦!該電路屬於並聯電路,負載的電壓皆等於
          電壓源電壓。
答錯回饋 1:將電壓表放置於電視旁,接著再放置於音響旁,
          可以比較出兩者的差異,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

5.將電視置於電路上時,請觀察電路最左邊之總電流表的電流大
 小,與未放置電視前有無變化?
(A) 變小
(B) 變大
(C) 不變
(D) 不一定

                   30
Ans:(B)
提示:電器的置放方式為並聯電路,總電流等於個別電器之電
        流相加。
答對回饋:不錯哦!並聯電路之負載增加,總電流亦隨之增加。
答錯回饋 1:你可將電視再次移除及置入,即可比較出兩者的
            差異,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

6.使用電流表測量電視之電流,其大小為?
(A) 0.9A
(B) 1A
(C) 1.09A
(D) 0.5A
Ans:(C)
提示:請將電流表移至電視下方,並參考電流表上之數值。
答對回饋:很好!請往下一題邁進。
答錯回饋 1:不要氣餒,電流表置於電視下方後,所顯示的數
            字即為答案,請再試試。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

7.總電流表之電流大小是否等於音響加上電視上之電流?
(A) 無法預測
(B) 不是
(C) 是
(D) 不一定
Ans:(C)
提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電流等於個別電器之電
        流相加!
答對回饋:不錯哦!並聯電路之總電流等於每個負載上之電流
            相加!
答錯回饋 1:音響上的電流為 0.77 安培,電視上的電流為 1.09
            安培,請相加後與總電流比較,再試試看

                  31
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

8.將冰箱置於電路上時,電路最左邊之總電流表的電流大小有無
 變化?
(A) 變小
(B) 變大
(C) 不變
(D) 不一定
Ans:(B)
提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電流等於個別電器之電
      流相加。
答對回饋:不錯哦!並聯電路之負載增加,總電流亦隨之增加。
答錯回饋 1:你可將冰箱再次移除及置入,即可比較出兩者的
              差異,請再試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

9.將電表移至冰箱上,此時測得之電壓值為?
(A) 約 110V.
(B) 約 100V
(C) 約 120V
(D) 約 90V
Ans:(A)
提示:此電路擺置方式為並聯電路,個別電器上之電壓等於電
      壓源之電壓。
答對回饋:不錯哦!並聯電路之個別負載上之電壓等於電壓源
            之電壓。
答錯回饋 1:電壓表上所顯示的數字即為冰箱上的電壓,請再
              試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

10.冰箱之電流是否等於總電流減音響上之電流﹑再減電視上之電
 流?

                     32
 (A) 無法預測
 (B) 不是
 (C) 是
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:總電流等於各個電器上之電流和。
 答對回饋:不錯哦!並聯電路之個別負載電流等於總電流減
             去其它負載電流。
 答錯回饋 1:總電流為 3.72 安培,音響之電流為 0.77 安培,
               電視之電流為 1.09 安培,請再試試。
 答錯回饋 2:請觀察冰箱及其它電器上的電流,依照題意再比
               較一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

11.將所有電器皆置於電路上,此時總電流值為?
 (A) 6.06A
 (B) 6.99A
 (C) 5.13A
 (D) 8.08A
 Ans:(D)
 提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電流等於個別電器之
         電流相加。
 答對回饋:不錯哦!並聯電路之總電流等於個別電器之電流
             相加。
 答錯回饋 1:你可以直接觀察總電流表的大小,與各別電器上
               的電流相加作比較後,再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

12.承上題,總電壓為 110V,請問目前電路之總電阻為值?
 (A) 13.6 歐姆
 (B) 12 歐姆
 (C) 14.7 歐姆

                      33
 (D) 10.5 歐姆
 Ans:(A)
 提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電阻等於總電壓除以
       總電流。
 答對回饋:不錯哦!並聯電路之總電阻等於總電壓除以總電
           流。
 答錯回饋 1:目前總電壓為 110 伏特,總電流為 8.08 安培,請
           再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

13.將洗衣機再度移除,此時總電阻為?
 (A) 約 30 歐姆
 (B) 約 19 歐姆
 (C) 約 45 歐姆
 (D) 約 10 歐姆
 Ans:(A)
 提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電阻等於總電壓除以
    總電流!
 答對回饋:不錯哦!並聯電路之總電阻等於總電壓除以總電
       流!
 答錯回饋 1:目前總電壓為 110 伏特,總電流為 3.72 安培,請
        再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!
14.電器數量愈多,總電阻愈?
 (A) 愈小
 (B) 愈大
 (C) 不變
 (D) 不一定
 Ans:(A)
 提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電阻等於總電壓 除以
       總電流。
 答對回饋:不錯哦!機器數量愈多,總電流愈大,相對的總

                   34
           電阻也會愈小!(總電阻等於總電壓除以總電流)
       :             ,
 答錯回饋 1 4 台電器全部置於電路上時 總電阻為 13.6 歐姆,
           而移除冰箱時,總電阻約為 30 歐姆,請再試試。
 答錯回饋 2:電器數量愈多,總電流愈大,而總電阻等於總電
           壓 除以 總電流,因此總電阻與總電流的關係是
           呈現反比的。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

15.電器數量愈多,總電流愈?
 (A) 愈小
 (B) 愈大
 (C) 不變
 (D) 不一定
 Ans:(B)
 提示:此電路擺置方式為並聯電路,總電流等於各別負載之
      電流相加。
 答對回饋:不錯哦!總電流等於各別負載之電流相加,因此
           機器數量愈多,總電流愈大。
 答錯回饋 1:請增減電器後,再觀察總電流大小是否改變。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

16.電器數量愈多,總電壓愈?
 (A) 愈小
 (B) 愈大
 (C) 不變
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:此電路之總電壓固定,與機器數量多寡並無關係。
 答對回饋:不錯哦!並聯電路之各別負載電壓等於電壓源之
           電壓,總電壓並不會隨著機器的增減而改變。
 答錯回饋 1:請增減電器後,再觀察總電壓大小是否改變。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!
                 35
17.當電器數量變多時,所有電器的動力是否隨之改變?
 (A) 離電源愈遠動力愈小
 (B) 離電源愈近動力愈小
 (C) 所有電器動力皆變小
 (D) 不變
 Ans:(D)
 提示:請觀察各個電器的電壓及電流值是否改變!
 答對回饋:不錯哦!電器數量增減並不影響個別負載之電壓
           及電流值,故動力不受影響。(動力與功率大小成
           正比,功率等於負載之壓電乘以電流)
 答錯回饋 1:動力(功率)是隨電器之電壓及電流大小而改變,
           請增減電器後,觀察個別電器的電壓及電流大小
           是否改變。
 答錯回饋 2:不對哦!請再試試!




                   36
       單元 05:克希荷夫電流定律

一﹑教學目標:
(一)透過模擬電路來瞭克希荷夫電流定律。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路流出及流入電流之情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬克希荷夫電流定律之實際情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在固定電流源的情形下,流入節點的電流與流出節點的電流之
  相互關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.5.6.8.9.10.11.12.13.題"
  2.未知電流的測量與方向的判定。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.14.題"
  3.基本觀念的加強。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.題"




                     37
 克希荷夫電流定律之模擬實驗電路圖如圖 5 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




       返回圖示

       操作說明區           作答區


              圖 5 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用各分支對稱式的並聯方式來進行模擬,使用者
  可依據電流分配定則,計算出流經兩對稱電阻之電流值為相
  等。
 2.使用電流表(A METER):拖曳電表至電阻上方,操作正確,電表
  將自動接上。錯誤,電表會彈回原來位置,學習者需重複操作
  直至電表正確接上。
 3.調整負載電阻(RL)的大小,可按電阻左側捲軸上的葥頭,向上
  增加,向下減少電阻,調整至最大值為移除電阻(呈現斷路,電
  阻值無限大)。
 4.請直接觀察電表上所顯示之電流值來進行作答。


                 38
(二)引導問題:
 1.將電阻 RL 調整為無限大(斷路),測量電阻 R7 的電流大小及方
  向為?
  (A) 1A,流出 c 點
  (B) 0.5A,流入 c 點
  (C) 1.5A,流出 c 點
  (D) 2A,流入 c 點
  Ans:(A)
  提示:請參考電流表上的數值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請觀察電流表所測得的數據來作答,再試一次。
  答錯回饋 2:請觀察電流源的方向,再試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 2.承上題,測量電阻 R6 的電流大小及方向為?
  (A) 1A,流出 c 點
  (B) 0.5A,流入 c 點
  (C) 1.5A,流出 c 點
  (D) 2A,流入 c 點
  Ans:(A)
  提示:請數一數電阻上共有幾個環!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請觀察電流表所測得的數據來作答,再試一次。
  答錯回饋 2:請觀察電流源的方向,再試一次。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 3.觀察 c 點,流出電流為 IR7 及 IR6(皆為 1A),則流入電流 IR5
  為?
  (A) 2A
  (B) 3A
  (C) 4A

                    39
 (D) 1A
 Ans:(A)
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
           再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

4.承上題,測量 R3 的電流大小及方向為?
 (A) 1A,流出 b 點
 (B) 2A,流入 b 點
 (C) 3A,流出 b 點
 (D) 4A,流入 b 點
 Ans:(D)
 提示:請參考電流表上的數值!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請觀察電流表所測得的數據來作答,再試一次。
 答錯回饋 2:請觀察電流源的方向,再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

5.觀察 b 點,流出電流為 IR5(2A)及 IR4,流入電流為 IR3(4A),
 請問 IR4 的大小為?
 (A) 2A
 (B) 4A
 (C) 6A
 (D) 8A
 Ans:(A)
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
           再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

                   40
6.觀察 a 點,流出電流為 IR3(4A)及 IR2,流入電流為 IR1(8A),
 請問 IR2 的大小為?
 (A) 2A
 (B) 4A
 (C) 6A
 (D) 8A
 Ans:(B)
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
           再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

7.電路中,流入某一節點的電流總合等於流出該節點電流的總
 合,此為?
 (A) 克希荷夫電流定律
 (B) 戴維寧定理
 (C) 諾頓定理
 (D) 歐姆定律
 Ans:(A)
 提示:戴維寧及諾頓定律用於簡化複雜電路,以便於計算負載
      之電壓﹑電流及功率;歐姆定律用於利用電壓及電流來
      計算電阻值!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:此為電流衡之定律,請再試一次。
 答錯回饋 2:請將提示中不可能的答案去除,再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

                  ,
8.將電阻 RL 調整為 2K 歐姆 測量電阻 RL 的電流大小及方向為?
 (A) 8A,流出 d 點
 (B) 2A,流入 d 點

                   41
 (C) 6A,流入 d 點
 (D) 4A,流出 d 點
 Ans:(D)
 提示:請參考電流表上的數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請觀察電流表所測得的數據來作答,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

9.觀察 d 點,流出電流為 IRL(4A)及 IR1,流入電流為 8A,請問
 IR1 的大小為?
 (A) 1A
 (B) 2A
 (C) 3A
 (D) 4A
 Ans:(D)
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
           再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

10.承上題,測量 R2 的電流大小及方向為?
 (A) 2A,流出 a 點
 (B) 1A,流出 a 點
 (C) 3A,流入 a 點
 (D) 4A,流入 a 點
 Ans:(A)
 提示:請參考電流表上的數值!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請觀察電流表所測得的數據來作答,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!



                   42
11.觀察 a 點,流出電流為 IR2(2A)及 IR3,流入電流為 IR1(4A),
 請問 IR3 的大小為?
 (A) 1A
 (B) 2A
 (C) 3A
 (D) 4A
 Ans:(B)
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
            再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

12.測量 R5,其電流大小及方向為?
 (A) 1A,流出 b 點
 (B) 2A,流出 c 點
 (C) 3A,流入 c 點
 (D) 4A,流入 b 點
 Ans:(A)
 提示:請參考電流表上的數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
            再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

13.觀察 b 點,流出電流為 IR5(1A)及 IR4,流入電流為 IR3(2A),
 請問 IR4 的大小為?
 (A) 0.5A
 (B) 1A
 (C) 1.5A
 (D) 2A
 Ans:(B)


                    43
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
             再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

14.觀察 c 點,流出電流為 IR6 及 I R7,電阻 R6=電阻 R7,流入
 電流為 IR5(1A),請問 IR6 及 IR7 的大小為?
 (A) 0.5A,0.5A
 (B) 1A,2A
 (C) 0.3A,0.2A
 (D) 1A,0A
 Ans:(A)
 提示:流出電流的總合等於流入電流的總合,R6 與 R7 的電阻
      相等,電流亦相等!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:流出電流之合計值應等於流入電流之合計值,請
             再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




                     44
           單元 06:重疊定理

一﹑教學目標:
(一)透過個別放置電壓及電流源,並測量電路零件實際的分壓,來
  瞭解重疊定理之電壓及電流的變化。
(二)透過將各別電壓源分壓於個別電路零件上實際分壓的總合,來
  瞭解重疊定理。


二﹑教學時數:二小時。

三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬重疊定理之特性及其電壓及電流之變化。主要實驗活動有下
列四項:
  1.模擬單獨放置電壓源時,電壓﹑電流與電阻之變化情形及電壓
  源之特性。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.題"
  2.模擬單獨放置電流源時,電壓﹑電流與電阻之變化情形及電流
  源之特性。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6.題"
  3.模擬同時放置電壓及電流源時,電壓﹑電流與電阻之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12.題"
  4.模擬同時放置電壓及電流源時,電壓及電流源之特性。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.題"




                   45
 重疊定理模擬實驗電路圖如圖 6 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




       返回圖示

       操作說明區            作答區


              圖 6 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用同時置於電壓及電流源的方式,來模擬重疊定
  理。
 2.使用電壓表(V METER)及電流表(A METER):依電路需求拖曳
  電表至電路適當位置(通常將電表拖曳至電路零件上方放開即
  可),操作正確,電表將自動接上。錯誤,電表會彈回原來位置,
  學習者需重複操作直至電表正確接上。
 3.調整電壓源的大小,可調整電池右側捲軸上的箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 4.調整電流源的大小,可按電流源右側捲軸上的葥頭,向上增加,
  向下減少電流。
 5.調整電阻的大小,可按電阻上方捲軸上的葥頭,向右增加,向

                  46
  左減少電阻。
 6.請直接觀察電阻上之電壓及電流值,再進行作答。

(二)引導問題:
 1.將電池調為 12 伏特,電流源調為 0,此時電阻 R1 電流之大小
 及方向為?
  (A) 0.33mA,向右
  (B) 1.33mA,向右
  (C) 0.5mA,向左
  (D) 1.25mA,向左
  Ans:(B)
  提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
  答對回饋:不錯哦!電流為電壓除以總電阻,此處總電阻為
            R1+R3。
  答錯回饋 1:直接將電流表置放於電阻 R1 右側,觀察電流表所
             呈現的數值,請再試試。
  答錯回饋 2:電流的方向從電池之正極流向負極,請再試試。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油。

 2.承上題,電路之電源由電池提供,此時電阻 R2 電流之大小及方
  向為?
  (A) 0.13mA,向右
  (B) 0mA,無方向
  (C) 0.5mA,向右
  (D) 0.25mA,向左
  Ans:(B)
  提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
  答對回饋:不錯哦!此時右側電路為斷路,無任何電流流過電
        阻 R2。
  答錯回饋 1:直接將電流表置放於電阻 R2 右側,觀察電流表所
         呈現的數值,請再試試。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油。

                     47
3.承上題,電路之電源由電池提供,此時電阻 R3 電流之大小及方
向為?
 (A) 1.33mA,向下
 (B) 0.11mA,向下
 (C) 1.5mA,向上
 (D) 0.33mA,向上
 Ans:(A)
 提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!此時電路迴路僅流過 R1﹑R3 及電源,因
           此電流大小與 R1 相同。
 答錯回饋 1:目前電阻 R3 之電流僅由電池所提供,請再試試。
 答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R3 下方,觀察電流表所
           呈現的數值,請再試試。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油。

4.將電池調為 0,電流源調為 3mA,此時電阻 R1 之電流大小及方
向為?
 (A) 0.66mA,向左
 (B) 1mA,向左
 (C) 0.5mA,向右
 (D) 1.2mA,向右
 Ans:(B)
 提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!R1 電流為 R1 與 R3 之分流,可用
           I*R3/(R1+R3)計算之。
 答錯回饋 1:電阻 R1 的電流僅由電流源所提供,請再試試。
 答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R1 右側,觀察電流表所
           呈現的數值,請再試試。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!


                      48
5.承上題,電路之電流由電流源提供,此時電阻 R2 之電流大小及
方向為?
(A) 1mA,向右
(B) 2mA,向右
(C) 3mA,向左
(D) 0.5mA,向左
Ans:(C)
提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
答對回饋:不錯哦!R2 之電流與電流源相同,並未與其它電阻
          分流。
答錯回饋 1:電阻 R2 的電流由電流源所提供,未與其它電阻分
          流,請再試試。
答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R2 右側,觀察電流表所
          呈現的數值,請再試試。
答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

6.承上題,電路之電流由電流源提供,此時電阻 R3 之電流大小及
方向為?
(A) 1mA,向上
(B) 2mA,向下
(C) 3mA,向上
(D) 0.5mA,向下
Ans:(B)
提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
答對回饋:不錯哦!R3 之電流可視為與 R1 分流後的結果,因
          此亦可以分流定律求其結果!
答錯回饋 1:電阻 R3 的電流僅由電流源所提供,請再試試。
答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R3 下方,觀察電流表所
          呈現的數值,請再試試。
答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!



                49
                            ,
7.若將電池(12V)與電流源(3mA)同時放置於電路上 則 R1 之電流
 大小及方向為?
 (A) 1mA,向左
 (B) 2mA,向左
 (C) 0.8mA,向右
 (D) 0.33mA,向右
 Ans:(D)
 提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:電池提供電阻 R1 之電流為 1.33mA,向右,電流
           源提供電阻 R1 之電流為 1mA,向左,請再試試。
 答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R1 右側,觀察電流表所
           呈現的數值,請再試試。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

8.承上題,R1 之電流是否等於電壓源所提供之電流(1.33mA)加上
 電流源所提供之電流(-1mA)?
 (A) 無法預測
 (B) 不是
 (C) 是
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:電流等於電壓源加上電流源所提供之電流,注意電流相
         反為相減,電流為負表示電流方向與電表相反!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:直接將電流表置放於電阻 R1 右側,觀察電流表所
           呈現的數值,請再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

                            ,
9.若將電池(12V)與電流源(3mA)同時放置於電路上 則 R2 之電流
 大小及方向為?
 (A) 1mA,向右
                  50
 (B) 3mA,向左
 (C) 0.8mA,向左
 (D) 0.33mA,向右
 Ans:(B)
 提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:電池提供電阻 R2 之電流為 0mA,無方向,電流
              源提供電阻 R2 之電流為 3mA,向左,請再試試。
 答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R2 右側,觀察電流表所
              呈現的數值,請再試試。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

10.承上題,R2 之電流是否等於電壓源所提供之電流(0mA)加上電
 流源所提供之電流(-3mA)?
 (A) 無法預測
 (B) 不是
 (C) 是
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:電流等於電壓源加上電流源所提供之電流,注意電流相
         反為相減,電流為負表示電流方向與電表相反!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:直接將電流表置放於電阻 R2 右側,觀察電流表所
              呈現的數值,請再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

11.若將電池(12V)與電流源(3mA)同時放置於電路上,則 R3 之電
 流為?
 (A) 3.33mA
 (B) 2.33mA
 (C) 1.33mA
 (D) 0.33mA

                     51
 Ans:(A)
 提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:電池提供電阻 R3 之電流為 1.33mA,向下,電流
           源提供電阻 R3 之電流為 2mA,向下,請再試一
           次。
 答錯回饋 2:直接將電流表置放於電阻 R3 下方,觀察電流表所
           呈現的數值,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

12.承上題,R3 之電流是否等於電壓源所提供之電流(1.33mA)加
 上電流源所提供之電流(2mA)?
 (A) 無法預測
 (B) 不是
 (C) 是
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:電流等於電壓源加上電流源所提供之電流,注意電流相
         反為相減,電流為負表示電流方向與電表相反!
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:直接將電流表置放於電阻 R3 下方,觀察電流表所
           呈現的數值,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

13.電路同時放置電壓及電流源時,對電壓源而言,電流源是否可
 視為斷路?
 (A) 無法預測
 (B) 否
 (C) 是
 (D) 不一定
 Ans:(C)


                  52
提示:請回憶前幾題在分別放置電壓及電流源時,電壓及電流
        源調至 0 時呈現斷路或短路之情形!
答對回饋:不錯哦!在電路中,電流源的電阻理想值為無窮大,
          因此可視為斷路!
答錯回饋 1:請考慮操作時,電路所呈現出來的實際狀況,再
           試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

14.電路同時放置電壓及電流源時,對電流源而言,電壓源是否可
 視為斷路?
(A) 無法預測
(B) 否
(C) 是
(D) 不一定
Ans:(B)
提示:請回憶前幾題在分別放置電壓及電流源時,電壓及電流
        源調至 0 時呈現斷路或短路之情形!
答對回饋:不錯哦!在電路中,電壓源的電阻理想值為 0,因
          此可視為短路!
答錯回饋 1:請考慮操作時,電路所呈現出來的實際狀況,再
           試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

15.電路上個別放置的電壓或電流源,若要計算其實際電路之電壓
 或電流,可個別計算電壓或電流源所供給之電壓或電流大小
 後,再彼此相加,此為?
(A) 重疊定理
(B) 戴維寧定理
(C) 諾頓定理
(D) 截點定理
Ans:(A)
提示:請考量個別放置電壓及電流源時,電路的實際情形!
                  53
答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
答錯回饋 1:請考慮操作時,電路所呈現出來的實際狀況,再
      試一次。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




             54
         單元 07:戴維寧定理

一﹑教學目標:
(一)透過一較為複雜的電路轉換為另一較為簡化的電路(稱之為截
  維寧等效電路),來瞭解戴維寧電路實際的轉換情形。
(二)透過實際的例子,來瞭解戴維寧定理實際的運作情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧定理之特性及其電路之轉換情形。主要實驗活動有下
列五項:
  1.模擬戴維寧定理在實際電路的狀態下,等效電壓轉換情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
  2.模擬戴維寧定理在實際電路的狀態下,等效電阻轉換情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.題"
  3.模擬戴維寧定理在實際電路的狀態下,負戴電壓及電流之計算
  情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 8.9.題"
  4.模擬戴維寧定理在等效電路的狀態下,負戴電壓及電流之計算
  情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.題"
  5.再次確認戴維寧定理等效電路之轉換方式。
  模擬實驗安排於"引導問題第 12.13.14.題"


  戴維寧定律模擬實驗電路圖如圖 7 所示:




                 55
                                       單元名稱
                                       及說明




                                        操作區




         返回圖示

         操作說明區           作答區


                圖 7 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用同時切換戴維寧等效電路的方式,來模擬戴維
  寧定理。
 2.使用電壓表(V METER)﹑電流表(A METER)及電阻表(R
  METER):依電路需求拖曳電表至電路適當位置(通常將電表拖
  曳至電路零件上方放開即可),操作正確,電表將自動接上。錯
  誤,電表會彈回原來位置,學習者需重複操作直至電表正確接
  上。
 3.調整電壓源的大小,可調整電池右側捲軸上的箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 4.調整電阻的大小,可按電阻下方及左方捲軸上的葥頭,向右(上)
  增加,向左(下)減少電阻。
 5.請直接觀察電阻上之電壓及電流值,再進行作答。


                   56
(二)引導問題:
 1.電池調為 12V,負載電阻(RL)調為無限大(電路呈斷路狀態),請
  用電壓表測量 c﹑b 點之電壓為?
  (A) 8V
  (B) 6V
  (C) 4V
  (D) 10V
  Ans:(A)
  提示:請使用電表直接移至電阻 R3 旁測量,並參考電表所顯
           示之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:目前 c﹑b 點的電壓為電阻 R2 與 R3 串聯後,於電
             阻 R3 上的分壓,請再試一次。
  答錯回饋 2:請直接參考電壓表上的數值,再試試。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 2.承上題,請用電壓表測量 a﹑b 點之電壓為?
  (A) 8V
  (B) 6V
  (C) 4V
  (D) 10V
  Ans:(A)
  提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:a﹑b 點目前的阻抗為無限大,所以 a﹑b 點的電壓
             等於 c﹑b 點的電壓,請再試一次。
  答錯回饋 2:請直接參考電壓表上的數值,再試試。
  答錯回饋 3:不對哦,請再試試。

 3.承上題,調整電阻 R1 的值為 12K 歐姆,再次測量 a﹑b 點之電
  壓為?
  (A) 8V

                    57
 (B) 6V
 (C) 4V
 (D) 10V
 Ans:(A)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:a﹑b 點目前的阻抗為無限大,所以調整電阻 R1
             並不影響 a﹑b 點電壓,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

4.承上題,負載電阻(RL)調為無限大(電路呈斷路狀態)時,電阻
 R1 的值對於 a﹑b 點之電壓有無影響?
 (A) 無任何影響
 (B) R1 愈大,ab 點電壓愈小
 (C) R1 愈大,ab 點電壓愈大
 (D) R1 與 ab 點之電壓呈反比
 Ans:(A)
 提示:請比較 c﹑b 點電壓與 a﹑b 點電壓,再做進一步判別。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋 1:請調整 R1,並觀察電壓表上的數值,再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油。

5.將電阻 RL 調為無限大,R1 值調為 6K 歐姆,電源供應器調為
 0V,請用電阻表測量 a﹑b 點之電阻為?
 (A) 6 歐姆
 (B) 8 歐姆
 (C) 10 歐姆
 (D) 4 歐姆
 Ans:(B)
 提示:請使用電阻測量表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!R2 之電流與電流源相同,並未與其它電阻
             分流。

                    58
 答錯回饋 1:請直接參考電阻測量表上的數值,再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油。

6.承上題,電阻 RL 為無限大,ab 點的電阻是否等於 R2 並聯 R3
 後,再加上 R1?
 (A) 是
 (B) 否
 (C) 不一定
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!R3 之電流可視為與 R1 分流後的結果,因
           此亦可以分流定律求其結果!
 答錯回饋 1:3K 歐姆並聯 6K 歐姆電阻,其結果為 2K 歐姆,
           請再試試。
 答錯回饋 2:以電阻 R2 與並聯 R3 後的電阻值為 2K 歐姆,再
           加上電阻 R1(6K 歐姆),請比較測量結果後,再試
           一次。
 答錯回饋 3:不對哦,請再加油。

7.電阻 R1 固定為 6K 歐姆,RL 為無限大,電壓源為 12V 時,測
 得 ab 點之電壓為 8V,若電源為 0V 時,測得 ab 點之電阻為 8K
 歐姆,則本電路之等效電壓及電阻為?
 (A) 12V,8K 歐姆
 (B) 8V,8K 歐姆
 (C) 0V,8K 歐姆
 (D) 8V,4K 歐姆
 Ans:(B)
 提示:依題意所測得之 a﹑ 點電壓及電阻,即為等效電壓及電阻。
              b
 答對回饋:不錯哦!等效電阻即負載無限大,且電源移除且短
           路時,所測得負載兩端的電阻;而等效電壓即負載
           無限大,且電源接上時所測得負載兩端之電壓。



                   59
 答錯回饋 1:等效電壓的計算方法為:負載移除(電阻無限大),
             電壓源可供給原負載兩端的電壓值,即為等效電
             壓,請再試試。
 答錯回饋 2:等效電阻的計算方法為:電壓源移除並短路,負
             載移除(電阻無限大),以電阻測量表量得原負載兩
             端的電阻,即為等效電阻,請再試試。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油。

8.承上題,將負載調為 8K 歐姆,以電壓表測量負載(RL)上之電壓
為?
 (A) 約 2V
 (B) 約 4V
 (C) 約 6V
 (D) 約 8V
 Ans:(B)
 提示:請使用電壓表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋 1:請直接參考電壓表上的數值,再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油。

9.承上題,負載調為 8K 歐姆,以電流表測量負載(RL)上之電流
為?
 (A) 約 1mA
 (B) 約 0.5mA
 (C) 約 2mA
 (D) 約 0.33mA
 Ans:(B)
 提示:請使用電流表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋 1:請直接參考電流表上的數值,再試試。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油。




                   60
10.按下轉換按鈕切換至等效電路模式,此時再以電壓表測量負載
 (RL)上之電壓為?
(A) 約 2V
(B) 約 4V
(C) 約 6V
(D) 約 8V
Ans:(B)
提示:請使用電壓表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
答錯回饋 1:請直接參考電壓表上的數值,再試試。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

11.承上題,在等效電路模式下,測量負載之電流為?
(A) 約 0.33mA
(B) 約 0.5mA
(C) 約 0.8mA
(D) 約 1mA
Ans:(B)
提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
答錯回饋 1:請直接參考電流表上的數值,再試試。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

12.將目前的電路簡化為另一組電壓源及電阻串聯之等效電路,以
 求取負載(RL)之電壓﹑電流及功率的方法,稱為?
(A) 戴維寧定律
(B) 諾頓定律
(C) 重疊定律
(D) 無此定律
Ans:(A)
提示:此為戴維寧先生所發現的計算方法
答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
               61
答錯回饋 1:大部份定律的命名皆取之於發現者的姓名,請再
          試試。
答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

13.一般電路欲簡化為戴維寧定律之等效電路,其等效電阻的測量
 方法為?
(A) 負載端短路,電壓源端移除並斷路,測量電源斷開之兩端
   點電阻
(B) 負載端斷路,電壓源端移除並短路,測量 ab 兩端點電阻
(C) 負載端斷路,電壓源端移除並斷路,測量負載斷開之兩端
   點電阻
(D) 負載端短路,電壓源端移除並短路,測量原電源位置之兩
   端點電阻
Ans:(B)
提示:請參考前幾題之實際演練及操作情形。
答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
答錯回饋 1:電壓源應移除且短路,以免電壓干擾到電阻的測
          量,請再試一次。
答錯回饋 2:一般簡化為等效電路,其最終的目地在求得負載
          之電壓﹑電流及功率,因此必需先移除負載,待
          等效電路求得後,再將負載移回等效電路中計
          算,請依此原則再試一次。
答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

14.一般電路欲簡化為戴維寧定律之等效電路,其等效電壓的測量
 方法為?
(A) 負載端短路,電壓源端移除並斷路,測量電源斷開之兩端
   點電壓
(B) 負載端斷路,電壓源端連接,測量 ab 兩端點電壓
(C) 負載端斷路,電壓源端移除並斷路,測量負載斷開之兩端
   點電壓


                62
(D) 負載端短路,電壓源端連接,測量原電源位置之兩端點電
   壓
Ans:(B)
提示:請參考前幾題之實際演練及操作情形。
答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
答錯回饋 1:負載應移除且斷路,以免干擾到電壓的測量,請
          再試一次。
答錯回饋 2:一般簡化為等效電路,其最終的目地在求得負載
          之電壓﹑電流及功率,因此必需先移除負載及電
          壓源,待等效電路求得後,再將負載移回等效電
          路中計算,請依此原則再試一次。
答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!




                  63
Note




 64
          單元 08:諾頓定理

一﹑教學目標:
(一)透過一較為複雜的電路轉換為另一較為簡化的電路(稱之為諾
  頓等效電路),來瞭解諾頓電路實際的轉換情形。
(二)透過實際的例子,來瞭解諾頓定理實際的運作情形。


二﹑教學時數:二小時。

三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬諾頓定理之特性及其電路之轉換情形。主要實驗活動有下列
五項:
  1.模擬諾頓定理在「實際電路」的狀態下,等效電流轉換情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
  2.模擬諾頓定理在「實際電路」的狀態下,等效電阻轉換情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.11.題"
  3.模擬諾頓定理在「實際電路」的狀態下,負戴電壓及電流之計
  算情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.題"
  4.模擬諾頓定理在「等效電路」的狀態下,負戴電壓及電流之計
  算情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 9.10.題"
  5.再次確認諾頓定理「等效電路」之轉換方式。
  模擬實驗安排於"引導問題第 12.13.14.題"




                 65
 諾頓定理模擬實驗電路圖如圖 8 所示:



                                       單元名稱
                                       及說明




                                        操作區




        返回圖示

        操作說明區            作答區


               圖 8 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用同時切換諾頓等效電路的方式,來模擬諾頓定
  理。
 2.使用電壓表(V METER)﹑電流表(A METER)及電阻表(R
  METER):依電路需求拖曳電表至電路適當位置(通常將電表拖
  曳至電路零件上方放開即可),操作正確,電表將自動接上。錯
  誤,電表會彈回原來位置,學習者需重複操作直至電表正確接
  上。
 3.調整電壓源的大小,可調整電池右側捲軸上的箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 4.調整電阻的大小,可按電阻下方及左方捲軸上的葥頭,向右(上)
  增加,向左(下)減少電阻。
 5.請直接觀察電阻上之電壓及電流值,再進行作答。

                  66
(二)引導問題:
 1.電池調為 18V,負載電阻(RL)調為 0 歐姆(電路呈短路狀態),請
  用電流表測量 d﹑c 點之電流為?
  (A) 3mA
  (B) 1.5mA
  (C) 4.5mA
  (D) 1mA
  Ans:(A)
  提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋 1:請將電流表移至 R2 電阻右側測量,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 2.承上題,請用電流表測量 a﹑b 點之電流為?
  (A) 3mA
  (B) 1.5mA
  (C) 4.5mA
  (D) 1mA
  Ans:(B)
  提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請將電流表移至 R1 電阻右側測量,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 3.承上題,調整電阻 R1 的值為 12K 歐姆,再次測量 a﹑b 點之電
  流為?
  (A) 1.71mA
  (B) 1.1mA
  (C) 1mA
  (D) 0.85mA
  Ans:(D)
  提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。


                 67
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請將電流表移至 R1 電阻右側測量,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

4.承上題,負載電阻(RL)調為 0 電路呈短路狀態)時,電阻 R1 的
 值對於 a﹑b 點之電流有無影響?
 (A) 無任何影響
 (B) R1 愈大,ab 點電流愈小
 (C) R1 愈大,ab 點電流愈大
 (D) R1 與 ab 點之電流呈正比
 Ans:(B)
 提示:RL 為 0 時,R1 與 R3 呈分流狀態。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:可調整電阻 R1 大小,依實際觀察結果作答,請再
              試試!
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

5.將電阻 RL 調為無限大,R1 值調為 6K 歐姆,電池調為 0V,請
 用電阻表測量 a﹑b 點之電阻為?
 (A) 6k 歐姆
 (B) 8k 歐姆
 (C) 10k 歐姆
 (D) 4k 歐姆
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!R2 之電流與電流源相同,並未與其它電阻
             分流!
 答錯回饋 1:你必須依題意說明作調整,並將電阻表置於 a﹑b
              點位置測量,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




                    68
6.承上題,電阻 RL 為無限大,a﹑b 點的電阻是否等於 R2 並聯
 R3 再加上 R1?
 (A) 是
 (B) 否
 (C) 不一定
 (D) 無法計算
 Ans:(A)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!a﹑b 點的電阻應等於 R1 並聯 R3 再加上
              R2!
 答錯回饋 1:電阻 R2 並聯 R3 為 3K 並聯 6K 等於 2K(歐姆),
               請再試一次。
 答錯回饋 2:將 R1 與 R2 及 R3 並聯後的結果相加,比較是否
               等於測得的電阻值,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

7.將電源調為 18V,R1 調為 6k 歐姆,負載調為 8k 歐姆,以電流
 表測量負載(RL)上之電流為?
 (A) 0.7mA
 (B) 0.75mA
 (C) 0.8mA
 (D) 0.85mA
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請將電流表移至 RL 電阻下方測量,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

8.將電源調為 18V,R1 調為 6k 歐姆,負載調為 8k 歐姆,以電壓
 表測量負載上之電壓為?
 (A) 5.6V
 (B) 6V

                        69
 (C) 6.4V
 (D) 6.8V
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請將電壓表移至 RL 電阻右側測量,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

9.按下轉換按鈕切換至等效電路模式,此時再以電壓表測量負載
 (RL)上之電壓為?
 (A) 5.6V
 (B) 6V
 (C) 6.4V
 (D) 6.8V
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請將電壓表移至 RL 電阻右側測量,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

10.承上題,在等效電路模式下,測量負載之電流為?
 (A) 0.7A
 (B) 0.75A
 (C) 0.8A
 (D) 0.85A
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:請將電流表移至 RL 電阻下方測量,再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

11.R1 調為 6k 歐姆,RL 為 0,電源為 18V 時,測得 a﹑b 點之電
 流為 1.5mA,若電源為 0V,RL 為無限大(斷路)時,測得 a﹑b


                   70
 點之電阻為 8k 歐姆,則本電路之等效電流及電阻為?
 (A) 3mA,8K 歐姆
 (B) 1.5mA,8K 歐姆
 (C) 4mA,8K 歐姆
 (D) 1mA,4K 歐姆
 Ans:(B)
 提示:請使用電表直接測量,並參考該表所顯示之數值。
 答對回饋:不錯哦!依題意所測得之 a﹑b 點電流及電阻,即
     為等效電流及電阻。
 答錯回饋 1:請比較前 4 題,兩組外觀不同的電路其測得負載
     RL 之結果是否相同,再比較並作答。
 答錯回饋 2:可直接按切換鈕進行比較,請再試一次。
 答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

12.將目前的電路簡化為另一組電流源及電阻並聯之電路,以求取
 負載之電壓﹑電流及功率的方法,稱為?
 (A) 戴維寧定理
 (B) 諾頓定理
 (C) 重疊定理
 (D) 無此定理
 Ans:(B)
 提示:此為諾頓先生所發現的計算方法。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:本方法主要是將原電路轉成簡化後的等效電流並
     聯等效電阻之電路,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

13.一般電路欲簡化為諾頓定理之等效電路,其等效電阻的測量方
 法為?
 (A) 負載端短路,電壓源端斷路,測量電源斷開之兩端點電阻
 (B) 負載端斷路,電壓源端短路,測量負載斷開之兩端點電阻
 (C) 負載端斷路,電壓源端斷路,測量負載斷開之兩端點電阻
                   71
 (D) 負載端短路,電壓源端短路,測量原電源位置之兩端點電
    阻
 Ans:(B)
 提示:請參考前幾題之實際演練及操作情形。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:欲求得諾頓等效電路中的等效電阻,電壓源必須
    移除並短路,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

14.一般電路欲簡化為諾頓定理之等效電路,其等效電流源的測量
 方法為?
 (A) 負載端短路,電壓源端移除並斷路,測量電源斷開之兩端
    點電流
 (B) 負載端斷路,電流源端連接,測量 ab 兩端點電流
 (C) 負載端斷路,電壓源端移除並斷路,測量負載斷開之兩端
    點電流
 (D) 負載端短路,電壓源端連接,測量 ab 兩端點電流
 Ans:(D)
 提示:請參考前幾題之實際演練及操作情形。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋 1:欲求得諾頓等效電路中的等效電流,負載端必須
    移除並短路,請再試一次。
 答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




              72
......................電容器充放電電路


        單元 09:電容器充放電電路

一﹑教學目標:
(一)透過模擬電路來瞭解電容器充放電電路的充放電時間及電路的
  特性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電容器充放電電路實際的運作情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電容器充放電電路之特性及其電路之運作情形。主要實驗活
動有下列三項:
  1.電路在已知電阻及電容的情況下,電容的充電情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.6.題"
  2.電路在已知電阻及電容的情況下,電容的放電情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.題"
  3.充電及放電之時間常數計算與觀察。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.7.8.9.11.12.13.題"




                    73
......................電容器充放電電路

 電容器充放電電路模擬實驗電路圖如圖 9 所示:



                             單元名稱
                             及說明




                              操作區




       返回圖示

       操作說明區           作答區


              圖 9 模擬實驗電路圖

四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用增加或減少電阻及電容的方式,來模擬電容器
  充放電電路。
 2.請先按下總開關(on)﹑示波器的開啟鈕及放大鈕,開啟電路電
  源﹑示波器電源並放大顯示畫面。
 3.調整電壓源的大小,可調整電池右側捲軸上的箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 4.調整電阻的大小,可按電阻下方捲軸上的葥頭,向右增加,向
  左減少電阻。
 5.調整電容器的大小,可按電容器左方捲軸上的葥頭,向右增加,
  向左減少電容。
 6.調整雙向開關(三點一線表示)調上為充電狀態,調下為放電狀
  態。
 7.請直接觀察示波器上的波形,再進行作答。
                 74
......................電容器充放電電路

(二)引導問題:
 1.將總開關開啟(on),切換開關調上,電壓調為 10V,電阻調為
  10k 歐姆,電容調為 20uF,打關示波器開關,觀察電容器之狀
  態為?
  (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態
  (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
  (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
  (D) 從 10V 下降至 5V,呈放電狀態
  Ans:(A)
  提示:請參考示波器上之波形及狀態。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請察示波器上所顯示的電壓大小值,再試一次。
  答錯回饋 2:電壓向上增加為充電狀態,向下減少為放電狀態,
              請再試試。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 2.承上題,請問電容器完全充滿需花費多少時間?
  (A) 1 秒
  (B) 1.5 秒
  (C) 2 秒
  (D) 2.5 秒
  Ans:(A)
  提示:請計算示波器上充滿電壓所需的格子數,再乘以每一格
        子所佔用的時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:將格數乘以每格佔用時間,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 3.承上題,調整電阻值為 20K 歐姆,再次觀察電容器之電壓狀態
  為?
  (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態

                      75
......................電容器充放電電路

  (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
  (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
  (D) 從 10V 下降至 5V,呈放電狀態
  Ans:(A)
  提示:請參考示波器上之格數再乘以每格的秒數!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請觀示波器充之波形,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 4.承上題,請問電容器完全充滿需花費多少時間?
  (A) 1 秒
  (B) 2 秒
  (C) 3 秒
  (D) 4 秒
  Ans:(B)
  提示:請計算示波器上充滿電壓所需的格子數,再乘以每一格
        子所佔用的時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:將格數乘以每格佔用時間,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 5.由上述題目可得知,電阻增加 2 倍,電容器之充電時間與電阻
  之關係為?
  (A) 增加 2 倍,呈正比
  (B) 減少 2 倍,呈正比
  (C) 沒有改變
  (D) 減少 2 倍,呈反比
  Ans:(B)
  提示:請比較第 2 題及第 4 題之充電時間。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:電阻 10K,充電時間為 1 秒,電阻 20K,充電時
            間為 2 秒,請再試一次。
                   76
......................電容器充放電電路

  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 6.將切換開關調上,電壓為 10V,電阻為 10k 歐姆,電容器為
  10uF,則電容器之充放電狀態為?
  (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態
  (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
  (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
  (D) 從 10V 下降至 5V,呈放電狀態
  Ans:(A)
  提示:請參考示波器上之電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請參考示波器上之電壓大小,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 7.承上題,請問電容器完全充滿需花費多少時間?
  (A) 0.5 秒
  (B) 1 秒
  (C) 1.5 秒
  (D) 2 秒
  Ans:(A)
  提示:請計算示波器上充滿電壓所需的格子數,再乘以每一格
        子所佔用的時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:將格數乘以每格佔用時間,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 8.由上述題目可得知,電容減少為 1/2 倍,電容器之充電時間與
  電阻之關係為?
  (A) 增加為 2 倍,呈正比
  (B) 減少為 1/2 倍,呈正比
  (C) 沒有改變
  (D) 減少為 4 倍,呈反比

                      77
......................電容器充放電電路

  Ans:(B)
  提示:請比較第 2 題及第 7 題之充電時間
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:電阻調為 10k 歐姆,電容調為 20uF 時,充電時間
             為 1 秒,電容器調為 10uF 後,充電時間為 0.5 秒,
             請再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 9.請觀察示波器上的充電時間,電容充電所需的時間大約等於?
  (A) 2RC
  (B) 5RC
  (C) 10RC
  (D) 20RC
  Ans:(B)
  提示:依據觀察結果,充電時間大約等於 5 倍的電容乘以電阻
        值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:依觀察結果,請將目前充電時間除以(R 乘 C)值,
             即可換算倍率,再試試看。
  答錯回饋 2:目前時間為 0.05 秒乘以 10 格等於 0.5 秒,R 乘 C
             值為 10K 乘 10uF 等於 0.1,請再試試。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 10.將切換開關調下,觀察電容器之電壓狀態為?
   (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態
   (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
   (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
   (D) 從 5V 下降至 0V,呈放電狀態
   Ans:(C)
   提示:請參考示波器上之數值及圖示!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:請察示波器上所顯示的電壓大小值,再試一次。

                      78
......................電容器充放電電路

   答錯回饋 2:電壓向上增加為充電狀態,向下減少為放電狀態,
                請再試試。
   答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 11.請觀察示波器上的放電時間,電容放電所需的時間大約等於
  (電容調為 10uF,電阻調為 10k 歐姆)?
   (A) 2RC
   (B) 5RC
   (C) 10RC
   (D) 20RC
   Ans:(B)
   提示:依據觀察結果,放電時間大約等於 5 倍的電容乘以電阻
           值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:依觀察結果,請將目前放電時間除以(R 乘 C)值,
                即可換算倍率,再試試看。
   答錯回饋 2:目前時間為 0.05 秒乘以 10 格等於 0.5 秒,R 乘 C
                                          ,
                值為 10K 乘 10uF 等於時間常數 0.1 秒 請再試試。
   答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 12.調整電容器為 20uF,此時電容器放電所需的時間是否仍維持
  5RC 的時間常數?
   (A) 是
   (B) 否
   (C) 不一定
   (D) 無關係
   Ans:(B)
   提示:請參考示波器上之數值及圖示!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:依觀察結果,請將目前放電時間除以(R 乘 C)值,
                即可換算倍率,再試試看。



                        79
......................電容器充放電電路

   答錯回饋 2:目前時間為 0.1 秒乘以 10 格等於 1 秒,R 乘 C 值
             為 10K 乘 20uF 等於時間常數 0.2 秒,請再試試。
   答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 13.在電容器之充放電路中,電源之數值大小對於充放電時間有無
  影響?
   (A) 沒有影響
   (B) 電源愈大,充放電時間愈長
   (C) 電源愈大,充放電時間愈短
   (D) 電源大小時充放電時間呈倍數關係
   Ans:(A)
   提示:請考量上述試題中,電源大小與電路充放電時間的關係
        及實際情形!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:請實際調整電源大小並觀察有無影響,再試試。
   答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




                     80
......................電感器充放電電路


        單元 10:電感器充放電電路

   (Inductor Charge and Discharge Circuit)

一﹑教學目標:
(一)透過模擬電路來瞭解電感器充放電電路的充放電時間及電路的
  特性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電感器充放電電路實際的運作情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電感器充放電電路之特性及其電路之運作情形。主要實驗活
動有下列三項:
  1.電路在電池連接的情況下,電感的電壓狀態。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.3.6.題"
  2.電路在電池移除情況下,電感的電壓狀態。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.題"
  3.充電及放電之時間常數計算與觀察。
  模擬實驗安排於"引導問題第 2.4.5.7.8.9.11.12.13.題"




                     81
......................電感器充放電電路

 電感器充放電電路模擬實驗電路圖如圖 10 所示:




                              單元名稱
                              及說明


                              操作區




      返回圖示
                        作答區
      操作說明區

              圖 10 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路採用增加或減少電阻及電感的方式,來模擬電感器
  充放電電路。
 2.請先按下總開關(on)﹑示波器的開啟鈕及放大鈕,開啟電路電
  源﹑示波器電源並放大顯示畫面。
 3.調整電壓源的大小,可調整電池右側捲軸上的箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 4.調整電阻的大小,可按電阻下方捲軸上的葥頭,向右增加,向
  左減少電阻。
 5.調整電感器的大小,可按電容器左方捲軸上的葥頭,向右增加,


                  82
......................電感器充放電電路

  向左減少電容。
 6.調整雙向開關(三點一線表示)調上為充電狀態,調下為放電狀
  態。
 7.請直接觀察示波器上的波形,再進行作答。

(二)引導問題:
 1.將總開關開啟(on),切換開關調上,電壓調為 10V,電阻調為
  10 歐姆,電感調為 20mH,打關示波器開關,觀察電感器之電
  壓狀態為?
  (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態
  (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
  (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
  (D) 從 10V 下降至 5V,呈放電狀態
  Ans:(C)
  提示:請參考示波器上之格數再乘以每格的秒數!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請察示波器上所顯示的電壓大小值,再試一次。
  答錯回饋 2:電壓向上增加為充電狀態,向下減少為放電狀態,
              請再試試。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 2.承上題,請問電感器完全放電需花費多少時間?
  (A) 5m 秒
  (B) 15m 秒
  (C) 10m 秒
  (D) 25m 秒
  Ans:(C)
  提示:請計算示波器上電壓完全放電所需的格子數,再乘以每
       一格子所佔用的時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:不要氣餒,再加油!


                      83
......................電感器充放電電路

  答錯回饋 2:將格數乘以每格佔用時間,再試一次。

 3.承上題,調整電阻值為 20 歐姆,再次觀察電感器之電壓狀態
  為?
  (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態
  (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
  (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
  (D) 從 10V 下降至 5V,呈放電狀態
  Ans:(C)
  提示:請參考示波器上之格數再乘以每格的秒數!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請觀示波器充之波形,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 4.承上題,請問電感器完全放電需花費多少時間?
  (A) 5m 秒
  (B) 10m 秒
  (C) 15m 秒
  (D) 20m 秒
  Ans:(A)
  提示:請計算示波器上充滿電壓所需的格子數,再乘以每一格
       子所佔用的時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:將格數乘以每格佔用時間,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 5.由上述題目可得知,電阻增加 2 倍,電感器之充電時間與電阻
  之關係為?
  (A) 增加 2 倍,呈正比
  (B) 減少 2 倍,呈正比
  (C) 沒有改變
  (D) 減少 2 倍,呈反比

                   84
......................電感器充放電電路

  Ans:(D)
  提示:請比較第 2 題及第 4 題之放電時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!


  答錯回饋 1:電阻 10 歐姆時,放電時間為 10m 秒,電阻改為
              20 歐姆後,放電時間為 5m 秒,請再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 6.將切換開關調上,電壓調為 10V,電阻調為 10 歐姆,電感調為
  40mH,則電感器之充放電狀態為?
  (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態
  (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
  (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
  (D) 從 10V 下降至 5V,呈放電狀態
  Ans:(C)
  提示:請參考示波器上之電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:請參考示波器上之電壓大小,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 7.承上題,請問電感器完全充滿需花費多少時間?
  (A) 20m 秒
  (B) 10m 秒
  (C) 5m 秒
  (D) 40m 秒
  Ans:(A)
  提示:請計算示波器上充滿電壓所需的格子數,再乘以每一格
       子所佔用的時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:將格數乘以每格佔用時間,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!


                     85
......................電感器充放電電路

 8.由上述題目可得知,電感增加為 2 倍,電感器之放電時間與電
  阻之關係為?
  (A) 增加為 2 倍,呈正比
  (B) 減少為 1/2 倍,呈正比
  (C) 沒有改變
  (D) 減少為 4 倍,呈反比
  Ans:(A)
  提示:請比較第 2 題及第 7 題之放電時間!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:電阻調為 10 歐姆,電感調為 20mH 時,放電時間
                       ,            ,
                為 10m 秒 電感器調為 40mH 後 放電時間為 20m
                秒,請再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 9.請觀察示波器上的放電時間,電感放電所需的時間大約等於?
  (A) 2(L/R)
  (B) 5(L/R)
  (C) 10(L/R)
  (D) 20(L/R)
  Ans:(B)
  提示:依據觀察結果,放電時間大約等於 5 倍的電感除以電阻
        值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:依觀察結果,請將目前放電時間除以(L 除 R)值,
                即可換算倍率,再試試看。
  答錯回饋 2:目前時間為 2m 秒乘以 10 格等於 20m 秒,L 除以
                R 值為 40mH 除以 10 等於時間常數 4m 秒,請再
                試試。
  答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 10.將切換開關調下,觀察電感器之電壓狀態為?
   (A) 從 0V 上升至 10V,呈充電狀態

                        86
......................電感器充放電電路

   (B) 從 0V 上升至 5V,呈充電狀態
   (C) 從 10V 下降至 0V,呈放電狀態
   (D) 從 5V 下降至 0V,呈放電狀態
   Ans:(C)
   提示:請參考示波器上之數值及圖示!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:請察示波器上所顯示的電壓大小值,再試一次。
   答錯回饋 2:電壓向上增加為充電狀態,向下減少為放電狀態,
                 請再試試。
   答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 11.請觀察示波器上的放電時間,電感放電所需的時間大約等於
  (電感調為 10mH,電阻調為 10 歐姆)?
   (A) 2(L/R)
   (B) 5(L/R)
   (C) 10(L/R)
   (D) 20(L/R)
   Ans:(B)
   提示:依據觀察結果,放電時間大約等於 5 倍的電感除以電阻
           值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:依觀察結果,請將目前放電時間除以(L 除以 R)
                 值,即可換算倍率,再試試看。
   答錯回饋 2:目前時間為 0.5m 秒乘以 10 格等於 5m 秒,L 除
                 以 R 值為 10mH 除以 10 等於時間常數 1m 秒,
                 請再試試。
   答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 12.調整電感器為 30mH,此時電感器放電所需的時間是否仍維持
  5(L/R)的時間常數?
   (A) 是
   (B) 否

                         87
......................電感器充放電電路

   (C) 不一定
   (D) 無關係
   Ans:(A)
   提示:請參考示波器上之數值及圖示!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:依觀察結果,請將目前放電時間除以(L 除以 R)
             值,即可換算倍率,再試試看。
   答錯回饋 2:目前時間為 1.5m 秒乘以 10 格等於 15m 秒,L 除
                                          ,
             以 R 值為 30mH 除以 10 等於時間常數 3m 秒 請
             再試試。
   答錯回饋 3:不要氣餒,再加油!

 13.在電感器之充放電路中,電源之數值大小對於充放電時間有無
  影響?
   (A) 沒有影響
   (B) 電源愈大,充放電時間愈長
   (C) 電源愈大,充放電時間愈短
   (D) 電源大小時充放電時間呈倍數關係
   Ans:(A)
   提示:請考量上述試題中,電源大小與電路充放電時間的關係
        及實際情形!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:請實際調整電源大小並觀察有無影響,再試試。
   答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!




                     88
......................克希荷夫電壓定律


      單元 11:克希荷夫電壓定律

          (Node voltage method)

一﹑教學目標:
(一)透過引導與假設的方式來瞭解克希荷夫電壓定律。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路中,電壓升(正電壓)的總合等於
  電壓降(負電壓)的總合。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用克希荷夫電壓定律求取未電路中各個元件的電壓,
當部份元件更換為正負電壓時,各點之電壓狀態及其電流數據。主要
實驗活動有下列三項:
  1.在未知的情形下,各元件電壓﹑節點對地電壓及電流的測量。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.6.9.11.題"
  2.在未知的情形下,總電壓與各元件電壓之間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.7.8.10.12.題"
  3.在引導過程中所產生出來的結果,如何利用它解釋克希荷夫電
  壓定理。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.題"




                   89
......................克希荷夫電壓定律


  克希荷夫電壓定律模擬實驗電路圖如圖 11 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




       返回圖示

       操作說明區
                       作答區

              圖 11 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路可調整電源的大小,按電池右側箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 2.拖曳電壓表至電阻或電源旁,電表將自動歸定位並顯示電壓
 3.電壓表設計有 GND 開關,使用時表示測量點與接地(D 點)之電
  壓。
 4.更換元件:虛線方框中的零件可更換為電阻﹑正電源及負電源,
  將零件拖曳至方框中即可更換。
 5.本單元共 14 題,請依序作答。




                  90
......................克希荷夫電壓定律

(二)引導問題:
              ,           ,
 1.將電壓源調整為 36V RCD 調為 9 歐姆 用電流表測量電流為?
  (A) 1A
  (B) 2A
  (C) 3A
  (D) 4A
  Ans:(B)
  提示:請將電流表置於電路上,並觀察電流大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察電流大小,再試一次。

 2.承上題,用電壓表量測 AB 兩端電壓(VAB).BC 兩端電壓
  (VBC).CD 兩端電壓(VCD)分別為?
  (A) 3V,6V,9V
  (B) 6V,12V,18V
  (C) 12V,12V,12V
  (D) 36V,36V,36V
  Ans:(B)
  提示:請將電壓表置於欲測量的位置上,並觀察電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實將電表放至適當位置,再試一次。

 3.將電壓表置於 BC 兩端量測 VBC,此時將電表之 GND 鈕壓下,
  則此時所量到的 B 點對地電壓 VB 為?
  (A) 6V
  (B) 12V
  (C) 18V
  (D) 30V
  Ans:(D)
  提示:請將電壓表置於欲測量的元件上,並觀察電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!



                    91
......................克希荷夫電壓定律

  答錯回饋 1:請確定電壓表目前一端接 B 點,一端接地,再試
               一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 4.承上題,VB 等於那些端點電壓的總合?
  (A) VA+VBC
  (B) VAB+VBC
  (C) VBC+VCD
  (D) VAB+VBC+VCD
  Ans:(C)
  提示:請各別測量 Vab﹑Vbc﹑Vcd,分別加總後,再與上一題
       的測量結果比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋 1:測量各點時,請勿按下接地(GND)鈕,再試一次。
  答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

 5.承上題,VB 也可以為下列那些端電壓的差值?
  (A) VAD-VAB
  (B) VAD-VBC
  (C) VAD-VCD
  (D) VAD-VAB-VCD
  Ans:(A)
  提示:請各別測量各點接地電壓,分別相減後,再與上一題的
       測量結果比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請檢查測量結果之正確性,請再試一次。

 6.將電壓調至 18V,量測 I 與 VCD 分別為?
  (A) 1A,9V
  (B) 2A,18V
  (C) 3A,9V
  (D) 4A,18V
  Ans:(A)

                     92
......................克希荷夫電壓定律

  提示:請分別測量電壓與電流大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請將電表放至正確位置,再試一次。

 7.根據歐姆定律 VAB=I*RAB,VBC=I*RBC,VCD=I*RCD,則
  VAB,VBC,VCD 分別為?
  (A) 3V,6V,9V
  (B) 6V,12V,18V
  (C) 9V,6V,3V
  (D) 18V,12V,6V
  Ans:(A)
  提示:請直接將測得之電流值乘以各元件之電阻大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請先確定電流值之大小,再試一次。

 8.承上題,可得 VCD 等於那些端點電壓的總合?
  (A) VAB+VBC
  (B) VBC+VCD
  (C) VAD-VAB-VBC
  (D) VAD-VBC-VCD
  Ans:(C)
  提示:請各別測量 Vab﹑Vbc﹑Vcd,分別加總後,再與上一題
       Vcd 的測量結果比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:測量各點時,請勿按下接地(GND)鈕,請再試一次。

 9.將正電源置於 CD 中,並調至 10V,電源電壓 VAD 調至 28V,
  則電壓 VAC=VAB+VBC=?
  (A) 9V
  (B) 10V
  (C) 18V
  (D) 28V
  Ans:(C)

                      93
......................克希荷夫電壓定律

  提示:請各別測量 Vab﹑Vbc,分別加總後,再測量的結果比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請實際測量 Vab 與 Vbc 的電壓,再試試看。

 10.承上題,VAC 也可以為下列那些端電壓的差值?
   (A) VAD-VAB
   (B) VAD-VBC
   (C) VAD-VBD
   (D) VAD-VCD
   Ans:(D)
   提示:請各別測量 Vab﹑Vbc﹑Vcd,分別減掉 Vad 後,再測
        量的結果比較!
   答對回饋:不錯哦!Vac 的電壓等於電源電壓-Vcd 的電壓!
   答錯回饋:請仔細測量,再試一次。

 11.將負電源置於 CD 中,並調至-10V,電源電壓 VAD 調至 17V,
  則電壓 VAB 與 VBC 分別為?
   (A) 10V,17V
   (B) 9V,18V
   (C) -10V,-17V
   (D) -9V,-18V
   Ans:(B)
   提示:請各別測量 Vab﹑Vbc﹑Vcd,並依電流方向實際標示電
        壓落在各個元件上的正負值來進行比較!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:兩組電壓的方向若相同,則電壓落於負載上的電壓
             則一致,再試試看。

 12.承上題,VAC=VAB+VBC=?
   (A) VAD+VCD
   (B) VAD-VCD
   (C) VCD-VAD
   (D) VBA+VCB

                   94
......................克希荷夫電壓定律

   Ans:(B)
   提示:請各別測量各個元件上的電壓值,同時進行比較!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請各別測量 Vab﹑Vbc﹑Vad﹑Vcd,再試試看。

 13.承上題,若依 D-A-B-C-D 的方向,由負到正為電壓升,由正
  到負為電壓降,則何者為電壓升?
   (A) VAB,VBC
   (B) VAB,VBC,VCD
   (C) VDA
   (D) VCD,VDA
   Ans:(D)
   提示:假設依此一順時鐘方向,流入元件為正端,流出出元件
        為負端,電壓源之極性則依本身之正負端決定!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:須確實依照此一方向標示電位,請再試試。

 14.根據克希荷夫電壓定律,以下何者不正確?
   (A) 電壓升=電壓降
   (B) VDA+VAB+VBC+VCD=0
   (C) VAD=VAB+VBC+VCD
   (D) D-A-B-C-D 的方向與電流相反
   Ans:(D)
   提示:標示元件的電壓升及電壓降由電流方向決定!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細觀察,再試一次。




                     95
......................克希荷夫電壓定律




        Note




              96
....................三角型電路化 Y 型電路


    單元 12:三角型電路化 Y 型電路

一﹑教學目標:
(一)透過引導的方式來瞭解三角型電路如何化簡成 Y 型電路。
(二)透過實際的例子,來瞭解三角型電路轉換 Y 型電路之運算式,
  可幫助理解複雜電路之運作情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用一具有三角形之複雜電路,透過轉換﹑測量的方式,
獲取未知點之電壓﹑電流及電阻狀態。主要實驗活動有下列三項:
  1.三角形電路之電壓﹑電流之測量,及電阻值之求解。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.10.13.題"
  2.Y 角形電路之電壓﹑電流之測量,及電阻值之求解。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6.7.8.9.題"
  3.三角形電路與 Y 角形電路相互比較,並驗証轉換公式與測驗結
  果是否一致。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12.13.14.15.16.題"




                    97
....................三角型電路化 Y 型電路


  三角型電路化 Y 型電路測量模擬實驗電路圖如圖 12 所示:



                               單元名稱
                               及說明




                                   操作區




         返回圖示

         操作說明區           作答區



                圖 12 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
  1.本模擬電路可調整電源的大小,按電池右側箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
  2.拖曳電壓表移至電阻或電源旁,電表將自動歸定位並顯示電壓
  值大小。
  3.拖曳電流表移至電阻或電源旁,電表將自動歸定位並顯示電流
  值大小。
  4.調整電阻大小:按電阻兩側箭頭,向上增加,向下減少電阻值。
  5.按下「△=>Y」按鈕,在壓下狀態時,電路可從原本為三角形
  之線路轉變為 Y 形之線路,在彈起狀態時,電路將還原為三角
  形之線路。

                    98
....................三角型電路化 Y 型電路

  6.本單元共 16 題,請依序作答。

(二)引導問題:
 1.調整電源電壓 VAD=108V,調整可變電阻 RAC=60 歐姆,
  RAB=60 歐姆,RCB=30 歐姆,量測總電流 I=?
  (A) 1A
  (B) 2A
  (C) 3A
  (D) 4A
  Ans:(C);
  提示:請將電流表置於電路上,並觀察電流大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察電流大小,再試一次。

 2.承上題,測量 IAB 與 IAC 分別為?
  (A) 1.44A,1.56A
  (B) 1.56A,1.44A
  (C) 3A,3A
  (D) 1A,2A
  Ans:(B);
  提示:請將電流表置於欲測量的位置上,並觀察電流大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實將電表放至適當位置,再試一次。

 3.承上題,測量電壓 VAB,VCB,VAC 分別為?
  (A) 93.6V,7.2V,86.4V
  (B) 14.4V,7.2V,21.6V
  (C) 72V,21.6V,14.4V
  Ans:(A);
  提示:請將電壓表置於欲測量的元件上,並觀察電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確定電壓表連接至欲量測的元件上,再試一次。


                         99
....................三角型電路化 Y 型電路



 4.承上題,按下△=>Y 按鈕,按鈕為壓下的狀態,量測經轉換後
  的電壓 VAE,VEB,VEC 分別為?
  (A )93.6V,7.2V,86.4V
  (B) 14.4V,7.2V,21.6V
  (C) 72V,21.6V,14.4V
  Ans:(C)
  提示:請各別測量欲測量的元件,並觀察電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確定電壓表連接至欲量測的元件上,再試一次。

 5.由前 2 題可得知 VAB,VCB,VAC 分別為 93.6V, 7.2V,
  86.4V,下列何者不正確?
  (A) VAB=VAE+VEB
  (B) VAC=VAE+VEC
  (C) VCB=VCE+VEB(或 VCB=VEB-VEC)
  (D) VEB=VEC-VCB
  Ans:(D);
  提示:請各別測量 VAE,VEB,VEC 電壓,再與題目所提示的
       電壓值相互比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請檢查測量結果,再與題目所提示之結果比較,再
            試一次。

 6.承上題,測量電流 IAE,IEB,IEC 分別為?
  (A) 3A,1.8A,1.2A
  (B) 3A,1.56A,1.44A
  (C) 3A,1.2A,1.8A
  (D) 3A,1.44A,1.56A
  Ans:(A)
  提示:請分別測量各個元件之電流大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!

                         100
....................三角型電路化 Y 型電路

  答錯回饋:請將電表放至正確位置,再試一次。
 7.量測電流 IBD,ICD 分別為?
  (A) 1.8A,1.2A
  (B) 1.2A,1.8A
  (C) 1.56A,1.44A
  (D) 1.44A,1.56A
  Ans:(A)
  提示:請分別測量各個元件之電流大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請將電表放至正確位置,再試一次。

 8.由前 2 題可得知,下列何者不正確?
  (A) IEB=IBD
  (B) IEC=ICD
  (C) IAE=電路總電流
  (D) IAE=IEB-IEC
  Ans:(D)
  提示:請比較前二題所測量的電流後,再進行作答!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:同一線路上的電流大小相同,請再試一次。

 9.量測電壓 VBD 與 VCD 分別為?
  (A) 93.6V,86.4V
  (B) 14.4V,21.6V
  (C) 21.6V,14.4V
  (D) 86.4V,93.6V
  Ans:(B)
  提示:請各別測量欲測量的元件,並觀察電壓大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請實際測量 Vbd 與 Vcd 的電壓,再試試看。

 10.按下△=>Y 按鈕,按鈕為彈起的狀態,量測轉換前的電流


                    101
....................三角型電路化 Y 型電路

  IAB,IAC,ICB 分別為?
   (A) 1.56A,1.44A,0.24A
   (B) 1.8A,1.2A,3A
   (C) 1.2A,1.8A,0.24A
   (D) 1.44A,1.56A,3A
   Ans:(A)
   提示:請先回復△電路,且按鈕為彈起的狀態,同時各別測量
        欲測量的元件,並觀察電流大小!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細測量,再試一次。

 11.由題目 7 與題目 10 可知,IBD,ICD 分別為 1.8A, 1.2A,IAB,
  IAC,ICB 分別為 1.56A, 1.44A, 0.24A,以下何者有誤?
   (A) IBD=IAB+ICB
   (B) IAC=ICB+ICD
   (C) 電路總電流=IBD+ICD
   (D) ICD=IAC+ICB
   Ans:(D)
   提示:可依克希荷夫電流定律,「流入電流的總和」=「流出
        電流的總和」來作答!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請注意電流流入與流出的方向,再試試看。

 12.調整 RAB=20 歐姆,RAC=30 歐姆,RCB=50 歐姆,按下△=>Y
  按鈕,按鈕為壓下的狀態,可得 RAE,REB,REC 分別為(單
  位為歐姆)?
   (A) 1.33,2,0.4
   (B) 20,30,50
   (C) 12,10,15
   (D) 30,30,30
   Ans:(C)
   提示:請測量電阻上之電壓及電流值後,再以電壓除以電流求

                           102
....................三角型電路化 Y 型電路

        出電阻!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:Rae=Vae/Iae,再試試看。

 13.按下△=>Y 按鈕,按鈕為彈起的狀態,調整調整 RAB=3 歐姆,
   RAC=6 歐姆,RCB=9 歐姆後,再按下△=>Y 按鈕,按鈕為壓
   下的狀態,可得 RAE,REB,REC 分別為(單位為歐姆)?
   (A) 1.33,2,0.4
   (B) 1,1.5,3
   (C) 12,10,15
   (D) 3,6,9
   Ans:(B)
   提示:請測量電阻上之電壓及電流值後,再以電壓除以電流求
        出電阻!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:Reb=Veb/Ieb,請再試試。

 14.同上題的操作方式,調整 RAB=3﹑RAC=6﹑RCB=9 歐姆時,
   RAE,REB,REC 分別測得 1﹑1.5﹑3 歐姆,以下式子何者不
   符?
   (A) RAE=RAB*RAC/(RAB+RAC+RCB)
   (B) REB=RAB*RCB/(RAB+RAC+RCB)
   (C) REC=RCB*RAC/(RAB+RAC+RCB)
   (D) RAB=RAE+REB
   Ans:(D)
   提示:Y 型電路的新電阻等於(三角形兩側電阻乘積)除以(三角
        形電阻總合)!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請將數值代入並直接驗証,再試一次。

 15.按下△=>Y 按鈕,按鈕為彈起的狀態,調整 RAB=30 歐姆,
   RAC=30 歐姆,RCB=30 歐姆後,再按下△=>Y 按鈕,按鈕為
   壓下的狀態,可得 RAE,REB,REC 分別為?(單位為歐姆)
                      103
....................三角型電路化 Y 型電路

   (A) 10,10,10
   (B) 30,30,30
   (C) 60,60,60
   (D) 90,90,90
   Ans:(A)
   提示:請測量電阻上之電壓及電流值後,再以電壓除以電流求
        出電阻!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:Rae=Vae/Iae,再試一次。

 16.承上題,若轉換前△型電阻 RAB=RAC=RCB=R,則轉換後的
   Y 型電阻 RAE=REB=REC=?
   (A) R/3
   (B) 2R
   (C) 2R
   (D) 3R
   Ans:(A)
   提示:請比較上一題電路轉換前後的電阻值狀態!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細觀察,再試一次。




                   104
....................Y 型電路化三角型電路


       單元 13:Y 型電路化三角型電路

一﹑教學目標:
(一)透過引導與假設的方式來瞭解 Y 型電路轉換成三角型電路的方
  法。
(二)透過實際的例子,來瞭解轉換後各電阻的計算方法。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用 Y 型電路,透過轉換計算出等效的三角型電路之
各電阻值。主要實驗活動有下列二項:
  1.在未知的情形下,對應等效電路觀念的呈現。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.14.題"
  2.在引導過程中所產生出來的方程式,如何利用它來計算等效電
  阻。
  模擬實驗安排於"引導問題第 2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.題"




                     105
....................Y 型電路化三角型電路


  Y 型電路轉換成三角型電路模擬實驗電路圖如圖 13 所示:



                                       單元名稱
                                       及說明




                                        操作區




         返回圖示

         操作說明區              作答區


                 圖 13 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
  1.調整 Ra﹑Rb﹑Rc 之值。
  2.壓下轉換按鈕,可觀察轉換成三角型電路之各電阻值。
  3.調整 Ra﹑Rb﹑Rc 並比較轉換後之 R1﹑R2﹑R3 之值。
  4.利用 Ra﹑Rb﹑Rc 計算出 R1﹑R2﹑R3 之值。
  5.本單元共 14 題。




                      106
....................Y 型電路化三角型電路

(二)引導問題:
 1.調整 Ra=3 歐姆,Rb=18 歐姆,Rc=6 歐姆,壓下轉換按鈕後,
  則 R1,R2,R3 分別為?
  (A) 6,18,12 歐姆
  (B) 6,6,6 歐姆
  (C) 12,12,24 歐姆
  (D) 30,10,60 歐姆
  Ans:(D)
  提示:請參考轉換後之數值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請讀取轉換後相對應的電阻值,再試一次。

 2.調整 Ra=3 歐姆,Rb=2 歐姆,Rc=6 歐姆,壓下轉換按鈕後,則
  R1,R2,R3 分別為?
  (A) 6,18,12 歐姆
  (B) 6,6,6 歐姆
  (C) 12,12,24 歐姆
  (D) 30,10,60 歐姆
  Ans:(A)
  提示:請參考轉換後之數值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請讀取轉換後相對應的電阻值,再試一次。

 3.承上題,若 RT=Ra*Rb+Rb*Rc+Rc*Ra,則 RT=?
  (A) 180
  (B) 72
  (C) 36
  (D) 12
  Ans:(C)
  提示:請將 Ra,Rb,Rc 之值代入計算!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!


                    107
....................Y 型電路化三角型電路

  答錯回饋:請計算 RT=3*2*2*6+6*3 之值,再試一次。

 4.承上題,若 R1=RT/Rc,則 R1=?
  (A) 6 歐姆
  (B) 12 歐姆
  (C) 18 歐姆
  (D) 24 歐姆
  Ans:(A)
  提示:R1=(Ra*Rb+Rb*Rc+Rc*Ra)/Rc
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請以 RT 值(36)除以 Rc 值(6)即可獲得 R1 之值,再
              試一次。

 5.承上題,若 R2=RT/Rb,則 R2=?
  (A) 6 歐姆
  (B) 12 歐姆
  (C) 18 歐姆
  (D) 24 歐姆
  Ans:(C)
  提示:R2=(Ra*Rb+Rb*Rc+Rc*Ra)/Rb
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請以 RT 值(36)除以 Rb 值(2)即可獲得 R2 之值,再
              試一次。

 6.承上題,若 R3=RT/Ra,則 R3=?
  (A) 6 歐姆
  (B) 12 歐姆
  (C) 18 歐姆
  (D) 24 歐姆
  Ans:(B)
  提示:R3=(Ra*Rb+Rb*Rc+Rc*Ra)/Ra
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!

                      108
....................Y 型電路化三角型電路

  答錯回饋:請以 RT 值(36)除以 Ra 值(3)即可獲得 R3 之值,再
            試一次。

 7.調整 Ra=3 歐姆,Rb=6 歐姆,Rc=6 歐姆,則 RT 值為?
  (A) 12
  (B) 36
  (C) 72
  (D) 180
  Ans:(C)
  提示:RT=Ra*Rb+Rb*Rc+Rc*Ra
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:RT=3*6+6*6+6*3,請再試一次。

 8.承上題,若 R1=RT/Rc,R2=RT/Rb,R3=RT/Ra,則 R1,R2,
  R3 分別為?
  (A) 6,18,12 歐姆
  (B) 6,6,6 歐姆
  (C) 30,10,60 歐姆
  (D) 12,12,24 歐姆
  Ans:(D)
  提示:RT=3*6+6*6+6*3=72
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:R1=72/6,R2=72/6,R3=72/3,請再試一次。

 9.調整 Ra=Rb=Rc=R=6 歐姆,則此時之 RT 值為?
  (A) 18
  (B) 36
  (C) 108
  (D) 180
  Ans:(C)
  提示:若三個電阻相同時,則 RT=3*R*R
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:RT=3*6*6,請再試一次。

                     109
....................Y 型電路化三角型電路

 10.承上題,R1=R2=R3=RT/R 應為?
   (A) 3 歐姆
   (B) 6 歐姆
   (C) 12 歐姆
   (D) 18 歐姆
   Ans:(D)
   提示:若 Ra=Rb=Rc=R 時,則 R1=R2=R3=3*R
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請比較並觀察電阻值之數值大小,再試一次。

 11.調整 Ra=Rb=Rc=R=2 歐姆,則此時之 RT 值為?
   (A) 12
   (B) 6
   (C) 3
   (D) 2
   Ans:(A)
   提示:若三個電阻相同時,則 RT=3*R*R
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:RT=3*2*2,請再試一次。

 12.承上題,R1=R2=R3=RT/R 應為?
   (A) 3 歐姆
   (B) 6 歐姆
   (C) 12 歐姆
   (D) 18 歐姆
   Ans:(B)
   提示:若 Ra=Rb=Rc=R 時,則 R1=R2=R3=3*R
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請比較並觀察電阻值之數值大小,再試一次。

 13.若轉換前的電阻 Ra=Rb=Rc=R,則轉換後 R1=R2=R3 為 R 的
   幾倍?
   (A) 1/3

                    110
....................Y 型電路化三角型電路

   (B) 2
   (C) 3
   (D) 與 R 無關
   Ans:(C)
   提示:請比較轉換前與轉換後的數值差異。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請比較並觀察電阻值之數值大小,再試一次。

 14.請問這樣的電路是屬於?
   (A) 三角型電路化 Y 型電路
   (B) Y 型電路化三角型電路
   (C) 戴維寧等效電路
   (D) 諾頓等效電路
   Ans:(B)
   提示:請考量電路的實際情形!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:此電路為 Y 型連接,轉換後為三角型連接,請再
             試一次。




                    111
....................Y 型電路化三角型電路




        Note




              112
...................v.....節點電壓法


          單元 14:節點電壓法

一﹑教學目標:
(一)透過引導與假設的方式來瞭解節點電壓法的使用方法。
(二)透過實際的例子,來瞭解節點之流入電流總合等於流出之電流
  總合。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用節點電壓法求取未知點之電壓狀態及各分支線路之
電流數據。主要實驗活動有下列三項:
  1.在未知的情形下,假設電壓點觀念的呈現。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.10.題"
  2.在未知的情形下,假設電流路徑觀念的呈現。
  模擬實驗安排於"引導問題第 6.7.8.9.11.12.13.14.15.16.題"
  3.在引導過程中所產生出來的方程式,如何利用它來求出電壓及
  電流。
  模擬實驗安排於"引導問題第 17.18.19.題"




                    113
...................v.....節點電壓法


 節點電壓模擬實驗電路圖如圖 14 所示:



                              單元名稱
                              及說明




                               操作區




       返回圖示

       操作說明區
                        作答區


              圖 14 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路可調整電源的大小,直接調整電池旁的捲軸,往頭
  為增加電壓,往下為減少電壓。
 2.拖曳電壓表移至電阻﹑電池及假設電壓點上方,電表將自動接
  上並顯示電壓值大小。
 3.拖曳電流表移至電阻﹑電池﹑電壓及電流源旁,電流表將自動
  接上顯示電流值大小。
 4.壓下藍色或紅色眼鏡,可看到電壓及電流之假設值。
 5.本單元共 19 題,請依序作答。




                  114
...................v.....節點電壓法



(二)引導問題:
 1.若以三個或三個以上電路交叉當作一點來計算,請問這個電路
  共有幾個點?
  (A) 1
  (B) 2
  (C) 3
  (D) 4
  Ans:(D)
  提示:請觀察三個或三個以上電路交叉點,計算共有幾個!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請就字義作答,再試一次。

 2.戴上看見假設電壓眼鏡(紅色),請問看見幾個點,是否與上題之
  結果相同?
  (A) 3 個,是
  (B) 3 個,否
  (C) 4 個,是
  (D) 4 個,否
  Ans:(C)
  提示:按下紅色眼鏡鈕,觀察出現之假設電壓圓點,並與上一
       題的點數比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!";
  答錯回饋:請以圖中實際的點數作答,再試一次。

 3.電壓點 V3 與電壓電 V4 之間並無電阻,請問是否可視為同一個
  節點?V3 及 V4 之電位值為多少?
  (A) 是,0V
  (B) 否,0V
  (C) 是,1V
  (D) 是,2V


                 115
...................v.....節點電壓法

  Ans:(A)
  提示:請以電壓表測量 V3-4﹑V3-接地!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:兩點電壓相同,應可視為同一點,請再試一次。

 4.戴上看見假設電流眼鏡(藍色),請問流入 V1 點之電流總合是否
  等於流出 V1 點之電流總合?其表示式為?
  (A) 否,I1=I2
  (B) 是,I1=I2+I3
  (C) 是,I2=I1+I3
  (D) 是,I3=I1+I3
  Ans:(C)
  提示:按下藍色眼鏡鈕,觀察 V1 點出現之假設電流虛線方向。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:可參考假設電流之方向,請再試一次。

 5.承上題,電源調整為 10 伏特,I1 之表示式可寫成?
  (A) (10-V1)/10
  (B) V1//5
  (C) (V2-V1)/20
  (D) V2/10
  Ans:(A)
  提示:請以 I1 兩側的電位差來除 I1 流經的電阻值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:依電流的方向觀察,可假設電池電壓大於 V1 電壓,
            因此電位差可寫成(10-V1),請再試一次。

 6.承上題, I2=I1+I3 是否可表示為
  V1/5=(10-V1)/10+(V2-V1)/20 ?原因為?
  (A) 否,I2 之表示式不正確
  (B) 是,表示式完全正確
  (C) 否,I3 之表示式不正確
  (D) 否,I1 之表示式不正確
                       116
...................v.....節點電壓法

  Ans:(B)
  提示:請分別將 I1﹑I2 及 I3 以電位差除電流流經的電阻值代入
        表示式中。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I3 可表示成(V2-V1)/20,請再加油!

 7.請問流入 V2 點之電流總合是否等於流出 V2 點之電流總合?其
  表示式為?
  (A) 否,Ib=I4
  (B) 是,Ib=I3+I4
  (C) 是,I4=Ib+I3
  (D) 是,I4=Ib+I3
  Ans:(B)
  提示:按下藍色眼鏡鈕,觀察 V2 點出現之假設電流虛線方向
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:可參考假設電流之方向,請再試一次。

 8.承上題,I4 之表示式可寫成?
  (A) (10-V1)/10
  (B) V1/5
  (C) (V2-V1)/20
  (D) V2/10
  Ans:(D)
  提示:請以 I4 兩側的電位差來除 I1 流經的電阻值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:依電流的方向觀察,可假設電池電壓大於 V1 電壓,
            因此電位差為(V2-V4)=V2-0=V2,請再試一次。

 9.承上題,Ib=I3+I4 是否可表示為 1=(V2-V1)/20+ V2/10 ?原因
  為?
  (A) 否,Ib 之表示式不正確
  (B) 是,表示式完全正確
  (C) 否,I3 之表示式不正確
                     117
...................v.....節點電壓法

  (D) 否,I4 之表示式不正確
  Ans:(B)
  提示:請分別將 Ib﹑I3 及 I4 以電位差除電流流經的電阻值代入
      表示式中。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I3 可表示成(V2-V1)/20,請再試一次。

 10.請以電壓表測量 V1 及 V2 電壓,其值分別為?
  (A) 4V,8V
  (B) 2V,4V
  (C) 8V,4V
  (D) 5V,10V
  Ans:(A)
  提示:請將電壓表移至 V1 及 V2 點上,測量 V1 及 V2 點之電
        壓值
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依電表所測得之電壓值作答,再試一次。

 11.請以電流表測量 I1 之電流,其值為?可以用那一個表示式來
  表示?
  (A) 0.6A,(10-V1)/10
  (B) 0.6A,V1/5
  (C) 0.8A,(10-V1)/10
  (D) 0.8A,V1/5
  Ans:(A)
  提示:請以電流表直接測量,表示式以電位差除以電阻來表示!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I1 兩側的電位可表示為(10-V1),再試一次。

 12.請以電流表測量 I2 之電流,其值為?可以用那一個表示式來
  表示?
  (A) 0.6A,(10-V1)/10


                        118
...................v.....節點電壓法

  (B) 0.6A,V1/5
  (C) 0.8A,(10-V1)/10
  (D) 0.8A,V1/5
  Ans:(D)
  提示:請以電流表直接測量,表示式則以電位差除以電阻來表
          示!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I2 流經 5 歐姆的電阻,請檢核表示式中除以 5 的式
            子,再試一次。

 13.請以電流表測量 I3 之電流,其值為? 可以用那一個表示式來
  表示?
  (A) 0.6A,(10-V1)/20
  (B) 0.6A,V1/5
  (C) 0.2A,(V2-V1)/20
  (D) 0.2A,V1/5
  Ans:(C)
  提示:請以電流表直接測量,表示式則以電位差除以電阻來表
          示!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I3 兩側的電位可表示為(V2-V1),再試一次。

 14.承上題,將測得之電流 I1﹑I2﹑I3 代入節點 V1,驗證流入 V1
  點之電流總合是否等於流出 V1 點之電流總合?
  (A) 否
  (B) 是,I1=I2+I3
  (C) 是,I2=I1+I3
  (D) 是,I3=I1+I3
  Ans:(C)
  提示:請以電流表測量 I1﹑I2﹑I3 之電流,並依流入及流出的
          方向加以判斷。


                        119
...................v.....節點電壓法

  答對回饋:不錯哦!流入 V1 點之電流總合等於流出 V1 點之
               電流總合!
  答錯回饋:I1=0.6A﹑I2=0.8A﹑I3=0.6A,請再試試。

 15.請以電流表測量 I4 之電流,其值為? 可以用那一個表示式來
  表示?
  (A) 0.6A,(10-V1)/10
  (B) 0.6A,V1/5
  (C) 0.8A,(10-V1)/10
  (D) 0.8A,V2/10
  Ans:(D)
  提示:請以電流表直接測量,表示式則以電位差除以電阻來表
          示!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I4 兩側的電位可表示為(V2-0),再試一次。

 16.承上題,將測得之電流 I3﹑I4﹑Ib 代入節點 V2,驗證流入 V2
  點之電流總合是否等於流出 V2 點之電流總合?
  (A) 否
  (B) 是,Ib=I3+I4
  (C) 是,I4=Ib+I3
  (D) 是,I4=Ib+I3
  Ans:(B)
  提示:請以電流表測量 I3﹑I4﹑Ib 之電流,並依流入及流出的
          方向加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!流入 V2 點之電流總合等於流出 V2 點之
               電流總合!
  答錯回饋:I3=0.2A﹑I4=0.8A﹑Ib=1A,請再試試。

 17.節點電壓法為利用克希荷夫電流定律,求出電路中每個節點電
  壓的分析方法,若 V1 及 V2 未知,則以 V1 作為基準點之方程
  式(X)寫法為?

                        120
...................v.....節點電壓法

  (A) V1/5=(10-V1)/10+(V2-V1)/20
  (B) (10-V1)/10= V1/5+(V2-V1)/20
  (C) (V2-V1)/20= V1/5+(10-V1)/10
  (D) (V2-V1)/20= V1/5+V2/10
  Ans:(A)
  提示:請以 I1﹑I2﹑I3 的表示式帶入 I2=I1+I3 表示式中!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I1 及 I3 的表示式分別為(10-V1)/10 及
             (V2-V1)/20 ,請再試試。

 18.承上題,若 V1 及 V2 未知,則以 V2 作為基準點之方程式(Y)
  寫法為?
  (A) V1/5=(10-V1)/10+(V2-V1)/20
  (B) (V2-V1)/20+V2/10=1
  (C) (V2-V1)/20= V1/5+(10-V1)/10
  (D) (V2-V1)/20= V1/5+V2/10
  Ans:(B)
  提示:請以 I3﹑I4﹑Ib 的表示式帶入 Ib=I3+I4 表示式中!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:I4 的表示式為 V2/10 ,請再試試。

 19.承上題,求解聯立方程式(X)及方程式(Y)之未知數 V1 及 V2,
  為下列何種方法之應用?
  (A) 克希荷夫電流定律
  (B) 克希荷夫電壓定律
  (C) 迴路電流法
  (D) 節點電壓法
  Ans:(D)
  提示:本方法必須以假設之電壓點為基礎來進行!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:不要氣餒,再加油!




                          121
...................v.....節點電壓法




              Note




              122
.........................迴路電流法


            單元 15:迴路電流法

一﹑教學目標:
(一)透過引導與假設的方式來瞭解迴路電流法的使用方法。
(二)透過實際的例子,來瞭解迴路電流之相關運算式﹑電壓升及電
  壓降的表示方式。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用迴路電流法求取未知分支線路(Branch)之電流狀態
及其電壓數據。主要實驗活動有下列三項:
  1.在未知的情形下,假設電流觀念的呈現。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.10.11.題"
  2.在未知的情形下,假設電流之求取方式及其測量。
   模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.12.13.14.15.16.17.題"




                      123
.........................迴路電流法


  迴路電流法模擬實驗電路圖如圖 15 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




         返回圖示

         操作說明區            作答區


                圖 15 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.本模擬電路可調整電源的大小,按電池右側箭頭,向上增加,
  向下減少電壓。
 2.拖曳電流表移至電阻或電源旁,電表將自動歸定位並顯示電流
  值大小。
 3.更換元件:虛線方框中的零件可更換為電阻﹑正電源及負電源,
  將零件拖曳至方框中即可更換。
 4.壓下眼鏡按鈕,於壓下的狀態可看到電流之假設值。
 5.本單元共 17 題,請依序作答。




                    124
.........................迴路電流法



(二)引導問題:
  1.戴上看見假設迴路電流眼鏡,請問電路有幾個迴路?
   (A) 1 個
   (B) 2 個
   (C) 3 個
   (D) 4 個
   Ans:(D)
   提示:請按下眼鏡按鈕,觀察電路迴路個數!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請確實觀察電路迴路個數,再試一次。

  2.調整 Va 值為 24V,在左側迴路中,電壓源之值等於迴路電流乘
  上電阻之和,請問該以何種數學式表示?
   (A) 4Ia+4(Ia+Ib)=24
   (B) 8Ia=24
   (C) 2Ia+4(Ia+Ib)=12
   (D) 6Ia=12
   Ans:(A)
     :              ,
   提示 電阻乘上流經電阻上的電流合計 等於迴路上的電壓值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:流經 R3 的電流為 Ia 及 Ib,請再試一次。

  3.在右側迴路中,電壓源之值等於迴路電流乘上電阻之和,請問
  該以何種數學式表示?
   (A) 24=2Ib+4(Ib+Ia)
   (B) 24=8Ia
   (C) 12=2Ib+4(Ib-Ia)
   (D) 12=6Ia
   Ans:(A)
     :              ,
   提示 電阻乘上流經電阻上的電流合計 等於迴路上的電壓值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!

                         125
.........................迴路電流法

  答錯回饋:流經 R3 的電流為 Ia 及 Ib,再試一次。

 4.在左側迴路中,Ia 及 Ib 在流經電阻 R3 時方向相同,因此在計
  算迴路電壓時,流經 R3 之電壓為?
  (A) (Ia+Ib)xR3
  (B) (Ia-Ib)xR3
  (C) (IaxIb)xR3
  (D) (Ia/Ib)xR3
  Ans:(A)
  提示:電流方向相同,則應以和計計算!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:流經 R3 的電流為 Ia+Ib,請再試一次。

 5.左側迴路之數學方程式可簡化為:2Ia+Ib=6,右側迴路之數學
  方程式可簡化為:2Ia+3Ib=6,則求解方程式後,Ib 值為多少?
  (A) -1A
  (B) 0A
  (C) 1A
  (D) 2A
  Ans:(B)
  提示:以第 1 式減第 2 式,可求得 Ib 的大小!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請仔細檢查,請再試一次。

 6.承上題,Ia 值為多少?
  (A) 1A
  (B) 2A
  (C) 3A
  (D) 4A
  Ans:(C)
  提示:Ib 等於 0,並代入 2Ia+Ib=6 式中求 Ia 的值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請仔細檢查,再試一次。


                   126
.........................迴路電流法

 7.以電流表測量 IR1 之電流,其值為?是否等於 Ia?
  (A) 3A,是
  (B) -3A,否
  (C) 0A,否
  (D) -3A,是
  Ans:(A)
  提示:請直接觀察測得之電流值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請將電流表放置至 R1 上,再試一次。

 8.以電流表測量 IR2 之電流,其值為?是否等於 Ib?
  (A) 3A,是
  (B) -3A,否
  (C) 0A,否
  (D) 0A,是
  Ans:(D)
  提示:請將電流表放置至 R2 上,並接觀察測得之電流值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察,再試一次。

 9.以電流表測量 IR3 之電流,其值為?是否等於 Ia+Ib?
  (A) 3A,是
  (B) -3A,否
  (C) 0A,否
  (D) 0A,是
  Ans:(A)
  提示:請將電流表放置至 R3 上,並接觀察測得之電流值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察,再試試看。

 10.調整 Va 值為 12V,在左側迴路中,電壓源之值等於迴路電流
  乘上電阻之和,請問該以何種數學式表示?

                 127
.........................迴路電流法

   (A) 4Ia+4(Ia+Ib)=12
   (B) 8Ia=12
   (C) 2Ia+4(Ia+Ib)=12
   (D) 6Ia=12
   Ans:(A)
   提示:電阻乘上流經電阻上的電流合計,等於迴路上的電壓
         值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔觀察,再試一次。

 11.承上題,在右側迴路中,電壓源之值等於迴路電流乘上電阻之
  和,請問該以何種數學式表示?
   (A) 12Ib+4(Ib+Ia)=12
   (B) 8Ia=12
   (C) 2Ib+4(Ib-Ia)=12
   (D) 6Ia=12
   Ans:(A)
   提示:電阻乘上流經電阻上的電流合計,等於迴路上的電壓
         值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:流經 R3 的電流為 Ia 及 Ib,請再試一次。

 12.左側迴路之數學方程式可簡化為:2Ia+Ib=3,右側迴路之數學
  方程式可簡化為:2Ia+3Ib=6,則求解方程式後,Ib 值為多少?
   (A) 0.75A
   (B) 1.5A
   (C) 1A
   (D) 2A
   Ans:(B)
   提示:以第 1 式減第 2 式,可求得 Ib 的大小!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋 1:請仔細檢查,再試試看。
   答錯回饋 2:不要氣餒,再加油!

                          128
.........................迴路電流法

 13.承上題,Ia 值為多少?
   (A) 1A
   (B) 0.75A
   (C) 2A
   (D) 1.5A
   Ans:(B)
   提示:Ib 等於 0,並代入 2Ia+Ib=3 式中求 Ia 的值!!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細檢查,請再試試。

 14.以電流表測量 IR1 之電流,其值為?是否等於 Ia?
   (A) 1.5A,是
   (B) 0.75A,否
   (C) 0.75A,是
   (D) 3A,否
   Ans:(C)
   提示:請將電流表放置至 R1 上,並接觀察測得之電流值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細觀察,再試一次。

 15.以電流表測量 IR2 之電流,其值為?是否等於 Ib?
   (A) 1.5A,是
   (B) 3A,否
   (C) 0A,否
   (D) 1A,是
   Ans:(A)
   提示:請將電流表放置至 R2 上,並接觀察測得之電流值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細觀察,再試一次。

 16.以電流表測量 IR3 之電流,其值為?是否等於 Ia+Ib?
   (A) 2.25A,是
   (B) 3A,否
                   129
.........................迴路電流法

   (C) 2A,否
   (D) 1.5A,是
   Ans:(A)
   提示:請將電流表放置至 R3 上,並接觀察測得之電流值!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請仔細觀察,再試一次。

 17.自訂義迴路電流,列出相關的電壓方程式並求解自訂義迴路電
  流的方法,為下列何種方法之應用?
   (A) 克希荷夫電流定律
   (B) 迴路分析法
   (C) 節點電流法
   (D) 節點電壓法
   Ans:(B)
   提示:本方法依字義直接命名!
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請比較各分析法的用法,再試一次。




                  130
........................最大功率轉移


            單元 16:最大功率轉移

一﹑教學目標:
(一)透過引導的方式來瞭解電源內阻與負載電阻的電壓﹑電流與功
     率的計算方法。
(二)透過實際的例子,來瞭解電源內阻功率與負載電阻功率的變化
     差異。


二﹑教學時數:二小時。

三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使一串聯電路,透過計算各電壓﹑電流與功率值,來瞭
解欲使電路負載獲得最大功率時所需的條件。主要實驗活動有下列三
項:
  1.在未知的情形下,各電阻上電壓與電流的量測與計算。
     模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.6.8.題"
  2.在未知的情形下,電源電阻與負載電阻上消耗功率的計算。
     模擬實驗安排於"引導問題第 3.4.7.9.12.題"
  3.在引導過程中所產生出來的結果,如何利用它解釋最大功率轉
     移定理。
     模擬實驗安排於"引導問題第 5.10.11.13.14.題"




                     131
........................最大功率轉移


  最大功率轉移模擬實驗電路圖如圖 16 所示:



                                  單元名稱
                                  及說明




                                   操作區




        返回圖示

        操作說明區             作答區


                圖 16 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.將電壓表移至電阻 RS 上方或 RL 之右側。
 2.將電流表移至電路下方可記錄電流值。
 3.利用測得之電壓及電流,求其消耗功率。
 4.請觀察電壓 VRS﹑VRL﹑總電流 I﹑消耗功率 PS﹑PL 與電阻
  RS 和 RL 大小的變化關係。
 5.本單元共 14 題。




                    132
........................最大功率轉移



(二)引導問題:
 1.調整 V=6V,RS=1 歐姆,RL=2 歐姆時,則電流 I 為多少?
  (A) 1A
  (B) 2A
  (C) 3A
  (D) 4A
  Ans:(B)
  提示:請參考電流表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:將電流表直接置於電路下方即可測量電流值,請再
            試一次。

 2.承上題,利用電壓表量測 RS 與 RL 的電壓,分別為?
  (A) 2V,4V
  (B) 3V,3V
  (C) 4V,2V
  (D) 1V,2V
  Ans:(A)
  提示:請參考電壓表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:將電壓表直接置於 RS 的上方與 RL 的右側即可測量
            電壓值,請再試一次。

 3.承上題,此時可計算出 RS 上的功率為多少?
  (A) 2W
  (B) 4W
  (C) 6W
  (D) 8W
  Ans:(B)
  提示:可用電壓 VRS 乘上電流 I 求出功率。
  答對回饋:不錯哦!功率等於電壓乘上電流。

                   133
........................最大功率轉移

  答錯回饋:RS 上的電壓值為 2 伏特,電流值為 2 安培,請再試
            一次。

 4.承上題,此時可計算出 RL 上的功率為多少?
  (A) 2W
  (B) 4W
  (C) 6W
  (D) 8W
  Ans:(D)
  提示:可用電壓 VRL 乘上電流 I 求出功率。
  答對回饋:不錯哦!功率等於電壓乘上電流。
  答錯回饋:RL 上的電壓值為 4 伏特,電流值為 2 安培,請再試
            一次。

 5.承上題,若 RL>RS 則 RS 的功率 PS 與 RL 的功率 PL 相比:
  (A) PS>PL
  (B) PL>PS
  (C) 兩者相等
  (D) 兩者無關
  Ans:(B)
  提示:利用電壓表與電流表分別量測 RL 與 RS 的電壓值,再個
       別乘上電流值,即可比較兩者的差異。
  答對回饋:不錯哦!當 RL>RS 時,PL>PS。
  答錯回饋:可將 VRS*I 與 VRL*I 兩值比較大小,再試一次。

 6.調整 RS=3 歐姆,測量 VRS 與 I 分別為?
  (A) 3.6V,1.2A
  (B) 2.4V,1.2A
  (C) 3V,1.5A
  (D) 2V,2A
  Ans:(A)
  提示:請用電壓表量測 RS 兩端電壓,利用電流量測電路之電
        流。

                    134
........................最大功率轉移

  答對回饋:很好!請觀察當 RS 變大時,RS 與 RL 的電壓與電
              流的比較。
  答錯回饋:將電壓表移至 RS 之上方,電流表置於電路下方,
              所顯示的數字即為答案,請再試試。

 7.此時 RS 兩端所消耗的功率 PS 為多少?
  (A) 無法預測
  (B) 2.88W
  (C) 4.32W
  (D) 4.5W
  Ans:(C)
  提示:消耗功率即電壓乘上電流!
  答對回饋:不錯哦!請觀察 RS 值變大時,比較 PS 與 PL 的差
              異!
  答錯回饋:RS 上的電壓值為 3.6V,電流值為 1.2A,兩者相乘
              即為答案,請再試試看。

 8.承上題,此時,RL 兩端之電壓 VRL 為?
  (A) 2V
  (B) 3V
  (C) 2.4V
  (D) 3.6V
  Ans:(B)
  提示:利用電壓表量測 RL 兩端電壓。
  答對回饋:不錯哦!請觀察 RS 值變大時,RL 與 RS 兩端電壓
              與電流的比較。
  答錯回饋:將電壓表移至 RL 右側,請再試一次。

 9.承上題,此時 RL 兩端的消耗功率 PL 為?
  (A) 4.5W
  (B) 4.32W
  (C) 4W
  (D) 2.88W


                      135
........................最大功率轉移

  Ans:(D)
  提示:消耗功率即電壓乘上電流。
      :               ,
  答對回饋 不錯哦!請觀察 RS 值變大時 比較 PS 與 PL 的差異!
  答錯回饋:RL 上的電壓值為 2.4V,電流值為 1.2A,兩者相乘
               即為答案,請再試一次。

 10.承上題,若 RS>RL 則 RS 的功率 PS 與 RL 的功率 PL 相比?
   (A) PS>PL
   (B) PS<PL
   (C) 兩者相等
   (D) 兩者無關
   Ans:(A)
   提示:利用電壓表與電流表分別量測 RS 與 RL 的電壓值,再
           個別乘上電流值,即可比較兩者的差異。
   答對回饋:不錯哦!當 RS>RL 時,PS>PL。
   答錯回饋:可將 VRS*I 與 VRL*I 兩者比較大小,再試試看。

 11.調整 RS=2 歐姆,使 RS=RL,則此時 PS 是否與 PL 相等?
   (A) 是
   (B) 否
   (C) 不一定
   (D) 無法計算
   Ans:(A)
   提示:消耗功率即電壓乘上電流。
   答對回饋:不錯哦!當 RS=RL 時,PS=PL
   答錯回饋:可計算 VRS*I 與 VRL*I 之值互相比較,再試試看

 12.承上題,此時 PS=PL=?
   (A) 8W
   (B) 4.5W
   (C) 4W
   (D) 2.88W
   Ans:(B)

                     136
........................最大功率轉移

   提示:消耗功率即電壓乘上電流。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:可計算 VRS*I 之值或 VRL*I 之值,請再試一次。

 13.綜合上述練習,若 RL=2 歐姆不變,當 RS 為幾歐姆時所得之
  PL 功率最大?
   (A) 1 歐姆
   (B) 2 歐姆
   (C) 3 歐姆
   (D) 無限大
   Ans:(B)
   提示:調整 RS 之值,分別計算 1 歐姆.2 歐姆.3 歐姆之 PL 功
        率,並比較三者之間差異!
   答對回饋:不錯哦!當 RS=RL 時,可 PL 可得最大功率!
   答錯回饋:調整 RS 電阻值,並利用電壓表與電流表,分別計
              算不同電阻值時之 PL 功率,請再試一次。

 14.若想使 RL 獲得最大功率,則需使
   (A) RS>RL
   (B) RS<RL
   (C) RS=RL
   (D) 兩者無關
   Ans:(A)
   提示:要使電路獲得最大功率轉移,應使 RL 與 RS 相等。
   答對回饋:不錯哦!若電路 RS=RL,則 PL 可得最大功率轉移
   答錯回饋:調整 RS 之值,並利用電壓表與電流表,分別計算
              不同電阻值時之 PL 功率,請再試試。




                     137
........................最大功率轉移




            Note




              138
    單元 17:戴維寧與諾頓電路之轉換

一﹑教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間的差異性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路互換時電壓﹑電流及電阻之間的
  關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,負載電流及等效電阻的觀察及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.戴維寧等效電路之電壓源與諾頓等效電路之電流源之間的關
  係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
  3.電路互換時輸出電壓及電阻是否不變及其驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17 題"




                  139
 戴維寧與諾頓電路之轉換模擬實驗電路圖如圖 17 所示:



                                      單元名稱
                                      及說明




                                       操作區




               返回圖示

               操作說明區            作答區


                      圖 17 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.依題目指定調整電阻 RL 與 RN:按右側箭頭,向上增加,向下
  減少。
 2.可按鈕切換等效電路,並依題目指定調整電流 IN 與電壓 VTH:
  按右側箭頭,向上增加,向下減少。
 3.拖曳電壓表與電流表,分別測量 VL 與 IL。
 4.本單元共 17 題。

(二)引導問題:
 1.調整 RL=0Ω,測量電流 IL=?
  (A) 0 A
  (B) 8/3 A
  (C) 16/3 A
                          140
 (D) 8 A
 Ans:(D)
 提示:請參考電流表上之數值。
 答對回饋:RL=0Ω時,IL=IN。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:將電流表置於 RL 上方即可測量電流值,請再試一
              次。

2.承上題,將諾頓電路轉成戴維寧電路,測量電流 IL=?
 (A) 0 A
 (B) 8/3 A
 (C) 16/3 A
 (D) 8 A
 Ans:(D)
 提示:請參考電流表上之數值。
 答對回饋:RL=0Ω時,IL=IN。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:將電流表置於 RL 上方即可測量電流值,請再試一
              次。

3.承上題,調整 RL=∞Ω,測量電流 IL=?
 (A) 0 A
 (B) 8/3 A
 (C) 16/3 A
 (D) 8 A
 Ans:(A)
 提示:請參考電流表上之數值。
 答對回饋:RL=∞Ω時,IL=0A。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:將電流表置於 RL 上方即可測量電流值,請再試一
              次。

4.承上題,將戴維寧電路轉成諾頓電路,測量電流 IL=?
 (A) 0 A
 (B) 8/3 A
 (C) 16/3 A
 (D) 8 A
                   141
 Ans:(A)
 提示:請參考電流表上之數值。
 答對回饋:RL=∞Ω時,IL=0A。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:將電流表置於 RL 上方即可測量電流值,請再試一
           次。

5.調整電阻 RN=4Ω,切換戴維寧與諾頓電路,觀察轉換後等效電
 阻 RTH 是否與 RN 相同?
 (A) 否,RTH 與 RN 不相同
 (B) 是,RTH=RN=4Ω,兩者相同
 (C) 不一定
 (D) 兩者無關
 Ans:(B)
 提示:請比較轉換前與轉換後的電阻值。
 答對回饋:不錯哦!RTH=RN。
 答錯回饋:請比較 RTH 與 RN 電阻值是否有關,再試一次。

6.調整電阻 RN=10Ω,觀察轉換後等效電阻 RTH 是否與 RN 相
 同?
 (A) 否,RTH 與 RN 不相同
 (B) 是,RTH=RN=10Ω,兩者相同
 (C) 不一定
 (D) 兩者無關
 Ans:(B)
 提示:請比較轉換前與轉換後的電阻值。
 答對回饋:不錯哦!RTH=RN。
 答錯回饋:請比較 RTH 與 RN 電阻值是否有關,再試一次。

7.調整 RN=2Ω,IN 為 4A,經轉換後 VTH 為多少?
 (A) 4V
 (B) 2V
 (C) 8V
 (D) 0V
                    142
 Ans:(C)
 提示:VTH=IN*RN。
 答對回饋:很好!當 IN=4A 時,VTH=4A*2Ω=8V。
 答錯回饋:將 RN=2Ω,IN 為 4A 代入 VTH=IN*RN 計算。

8.調整 RN=2Ω,IN 為 10A,經轉換後 VTH 為多少?
 (A) 2V
 (B) 5V
 (C) 8V
 (D) 20V
 Ans:(D)
 提示:VTH=IN*RN。
 答對回饋:很好!當 IN=10A 時,VTH=10A*2Ω=20V。
 答錯回饋:將 RN=2Ω,IN 為 10A 代入 VTH=IN*RN 計算。

9.調整 IN=6A,RN 為 4Ω,經轉換後 VTH 為多少?
 (A) 4V
 (B) 6V
 (C) 24V
 (D) 36V
 Ans:(C)
 提示:VTH=IN*RN。
 答對回饋:不錯哦!當 RN=4Ω時,VTH=6A*4Ω=24V。
 答錯回饋:將 IN=6A,RN 為 4Ω代入 VTH=IN*RN 試試看。

10.調整 IN=6A,RN 為 6Ω,經轉換後 VTH 為多少?
 (A) 1V
 (B) 6V
 (C) 12V
 (D) 36V
 Ans:(D)
 提示:VTH=IN*RN。
 答對回饋:不錯哦!當 RN=6Ω時,VTH=6A*6Ω=36V。
 答錯回饋:將 IN=6A,RN 為 6Ω代入 VTH=IN*RN 試試看。
                 143
11.調整 IN=5A,RN=10Ω,觀察 VTH 與 IN,RN 的關係,若欲
 由諾頓電路轉成戴維寧電路,則 VTH 應如何求得?
 (A) VTH=IN/RN=5/10=0.5V
 (B) VTH=RN/IN=10/5=2V
 (C) VTH=IN*RN=5*10=50V
 (D) VTH 與 IN,RN 無關
 Ans:(C)
 提示:觀察轉換前與轉換後 VTH 與 IN,RN 之間的關係。
 答對回饋:不錯哦!VTH=IN*RN。
 答錯回饋:請依提示,再試一次。

12.調整 VTH=20V,RTH=5Ω,觀察 IN 與 VTH,RTH 的關係,
 若欲由戴維寧電路轉成諾頓電路,則 IN 應如何求得?
 (A) IN=VTH*RTH=20*5=100A
 (B) IN=RTH/VTH=5/20=0.4A
 (C) IN=VTH/RTH=20/5=4A
 (D) IN 與 VTH,RTH 無關
 Ans:(C)
 提示:觀察轉換前與轉換後 IN 與 VTH,RTH 之間的關係。
 答對回饋:不錯哦!IN=VTH/RTH。
 答錯回饋:請依提示,再試一次。

13.調整 IN=6A,RN=3Ω,RL=1Ω,測量 VL 與 IL 各為多少?
 (A) 4.5V,4.5A
 (B) 1.5V,4.5A
 (C) 4.5V,1.5A
 (D) 1.5V,1.5A
 Ans:(A)
 提示:RN 與 RL 並聯,VL=IN*(RN*RL/(RN+RL)),IL=VL/RL。
 答對回饋:VL=IN*RN*RL/(RN+RL)=6A*3Ω*1Ω/(3Ω+1
           Ω)=4.5V,IL=VL/RL=4.5V/1Ω=4.5A。不錯哦!
           請再接再勵。


                      144
 答錯回饋:VL=IN*RN*RL/(RN+RL),IL=VL/RL,請再試一
             次。

14.承上題,轉換為戴維寧等效電路後,測量 IL 與 VL 值各為多
 少?
 (A) 1.5A,4.5V
 (B) 4.5A,4.5V
 (C) 1.5A,1.5V
 (D) 4.5A,1.5V
 Ans:(B)
 提示:RTH 與 RL 串聯,IL=VTH/(RTH+RL),VL=IL*RL。
 答對回饋:IL=VTH/(RTH+RL)=18V/(3Ω+1Ω)=4.5A,
             VL=IL*RL=4.5A*1Ω=4.5V。不錯哦!請再接再
             勵。
 答錯回饋:IL=VTH/(RTH+RL),VL=IL*RL,請再試試看

15.調整 IN=5A,RN=3Ω,RL=2Ω,測量 IL 與 VL 各為多少?
 (A) 2A,4V
 (B) 2A,6V
 (C) 3A,6V
 (D) 3A,9V
 Ans:(C)
 提示:RN 與 RL 並聯,VL=IN*RN*RL/(RN+RL),IL=VL/RL。
 答對回饋:VL=5A*3Ω*2Ω/(3Ω+2Ω)=6V,IL=6V/2Ω=3A,
                              。
             切換戴維寧與諾頓電路兩者答案皆相同 不錯哦!
             請再接再勵!
 答錯回饋:VL=IN*RN*RL/(RN+RL),IL=VL/RL,請再試一
             次。

16.承上題,轉換為戴維寧等效電路後,測量 IL 與 VL 是否與轉
 換前完全等效?
 (A) 否,IL 與轉換前相同,VL 與轉換前不相同

                      145
 (B) 否,IL 與轉換前不相同,VL 與轉換前相同
 (C) 否,IL 和 VL 與轉換前皆不相同
 (D) 是,IL 和 VL 與轉換前皆相同,皆為 3A 與 6V
 Ans:(D)
 提示:切換轉換前與轉換後,比較 VL 與 IL 值的差異。
 答對回饋:IL=VTH/(RTH+RL)=15V/(3Ω+2Ω)=3A,
           VL=IL*RL=3A*2Ω=6V,切換戴維寧與諾頓電路
           兩者答案皆相同。
 答錯回饋:RTH 與 RL 串聯,IL=VTH/(RTH+RL),VL=IL*RL,
           請與轉換前的值互相比較,再試一次。

17.綜合以上練習,此兩種等效電路的互換稱為?
 (A) 戴維寧電路與諾頓電路的等效互換
 (B) 節點電壓與迴路電流的互換
 (C) 克希荷夫電壓與克希荷夫電流的互換
 (D) 歐姆定律與重疊定理的互換
 Ans:(A)
 提示:請看清標題的名稱。
 答對回饋:能瞭解戴維寧與諾頓電路兩者的互換,很不錯哦!
 答錯回饋:辨識兩種等效電路的名稱,請再試試。




                   146
....................決定電容量大小的因素


     單元 18:決定電容量大小的因素

一﹑教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間的差異性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路互換時電壓﹑電流及電阻之間的
  關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,負載電流及等效電阻的觀察及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.戴維寧等效電路之電壓源與諾頓等效電路之電流源之間的關
  係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
  3.電路互換時輸出電壓及電阻是否不變及其驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17 題"




                  147
....................決定電容量大小的因素


  決定電容量大小的因素模擬實驗電路圖如圖 18 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




           返回圖示

           操作說明區            作答區
                  圖 18 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.依題目指定調整介質常數ε與相對介質常數εr:按右側箭頭,
  向上增加,向下減少。
 2.調整極板距離 d:按右側箭頭,向上增加,向下減少。
 3.調整極板面積 A:按上側箭頭,向右增加,向左減少。
 4.依題目要求觀察電量值 Q 與電容值 C 的大小變化。
 5.本單元共 16 題。

(二)引導問題:
 1.調整介質係數ε=8.85nF/mm,極板距離 d=10mm,極板面積
  A=4mm2,則極板間電容值 C 為?
  (A) 0.354Nf
  (B) 0.708nF

                      148
....................決定電容量大小的因素

  (C) 3.54nF
  (D) 7.08nF
  Ans:(C)
  提示:請依題目調整 A,d 與ε值,並參考顯示電容值 C。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 2.承上題,若面積 A 與常數ε不變,調整極板距離 d=50mm,則
  極板間電容值 C 為?
  (A) 0.354nF
  (B) 0.708nF
  (C) 3.54nF
  (D) 7.08nF
  Ans:(B)
  提示:請調整極板距離 d,並參考顯示電容值 C。
  答對回饋:若 d 愈大,則 C 愈小。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 3.承上題,若 A 與ε不變,d 變大為 100mm 時,觀察 C 值與 d
  值的變化關係為?
  (A) C=0.354nF,當 d 值變大,C 值變小
  (B) C=0.708nF,C 值不變,與 d 值無關
  (C) C=3.54nF,當 d 值變大,C 值跟著變大
  (D) C=7.08nF,C 值忽大忽小,與 d 值無關
  Ans:(A)
  提示:請調整極板距離 d,並與顯示電容值 C 互相比較。
  答對回饋:若 d 愈大,則 C 愈小。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 4.承上題,若 d 值固定為 100mm,ε值不變,調整極板面積
  A=1mm2,則電容值 C 為?
  (A) 0.0885nF
  (B) 0.354nF

                    149
....................決定電容量大小的因素

  (C) 0.885nF
  (D) 2.655nF
  Ans:(A)
  提示:請調整極板面積 A,並參考顯示電容值 C。
  答對回饋:若 A 愈小,則 C 愈小。
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 5.承上題,若距離 d 與常數ε不變,調整極板面積 A=10mm2,則
  電容值 C 為?
  (A) 0.0885nF
  (B) 0.354nF
  (C) 0.885nF
  (D) 2.655nF
  Ans:(C)
  提示:請調整極板面積 A,並參考顯示電容值 C。
  答對回饋:若 A 愈小,則 C 愈小。
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 6.承上題,若 d 與ε不變,A 變大為 30mm2 時,觀察 C 值與 A
  值的變化關係為?
  (A) C=0.0885nF,當 A 值變大,C 值變小
  (B) C=0.354nF,C 值忽大忽小,與 A 值無關
  (C) C=0.885nF,C 值不變,與 A 值無關
  (D) C=2.655nF,當 A 值變大,C 值跟著變大
  Ans:(D)
  提示:請調整極板面積 A,並與顯示電容值 C 互相比較。
  答對回饋:若 A 愈小,則 C 愈小。不錯哦!
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,請再試一次。

 7.承上題,若 A=30mm2 與 d=100mm 不變,若更換電容極板間的
  介質,使介質係數ε=26.55nF/mm,則電容值 C 為?
  (A) 2.655nF
  (B) 7.965nF

                    150
....................決定電容量大小的因素

  (C) 21.24nF
  (D) 26.55nF
  Ans:(B)
  提示:請依題目調整 A,d 與ε值,並參考顯示電容值 C。
  答對回饋:若ε愈大,則 C 愈大。很好!
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 8.承上題,若 A 與 d 不變,更換介質係數ε=70.8nF/mm,則 C 值
  與ε值的變化關係為?
  (A) C=2.655nF,當ε值變大,C 值變小
  (B) C=7.965nF,C 值不變,與ε值無關
  (C) C=21.24nF,當ε值變大,C 值跟著變大
  (D) C=26.55nF,C 值忽多忽少,與ε值無關
  Ans:(C)
  提示:請依題目調整 A,d 與ε值,並參考顯示電容值 C。
  答對回饋:若ε愈大,則 C 愈大。很好!
  答錯回饋:請參考顯示電容值 C,再試一次。

 9.真空的介質係數εo=8.85nF/mm,若改變相對介質係數εr 值
  =3,則ε值為?
  (A) 8.85nF/mm
  (B) 26.55nF/mm
  (C) 70.8nF/mm
  (D) 88.5nF/mm
  Ans:(B)
  提示:調整εr 值,觀察ε值大小的變化
  答對回饋:若εr 愈大,則ε愈大。很不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請調整εr 值,觀察ε值大小的變化,再試試看。

 10.承上題,如欲使ε=70.8nF/mm,則應調整εr 值為?
   (A) 1
   (B) 3
   (C) 8

                   151
....................決定電容量大小的因素

   (D) 10
   Ans:(C)
   提示:ε=εo*εr
   答對回饋:ε=εo*εr。不錯哦!
   答錯回饋:請依提示調整εr 值,使ε值符合題目指定大小,
               請再試一次。

 11.若 d=10mm,A=4mm2,欲使 C=28.32nF,則ε應為?
   (A) 8.85nF/mm
   (B) 26.55nF/mm
   (C) 70.8nF/mm
   (D) 88.5nF/mm
   Ans:(C)
   提示:C=ε*A/d
   答對回饋:C=ε*A/d。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請依提示調整ε值,再試一次。

 12.若ε=88.5nF/mm,A=4mm2,欲使 C=70.8nF,則 d 應為?
   (A) 5mm
   (B) 10mm
   (C) 50mm
   (D) 100mm
   Ans:(A)
   提示:C=ε*A/d
   答對回饋:C=ε*A/d。很不錯哦!
   答錯回饋:請依提示調整 d 值大小,再試試看。

 13.若ε=26.55nF/mm,d=5mm,欲使 C=5.31nF,則 A 應為?
   (A) 1mm2
   (B) 4mm2
   (C) 10mm2
   (D) 30mm2
   Ans:(A)
   提示:C=ε*A/d

                        152
....................決定電容量大小的因素

   答對回饋:C=ε*A/d。很好!
   答錯回饋:請依提示調整 A 值大小,再試試看。

 14.由上述可知,電容值 C 與介質係數ε和極板面積 A 成正比,
  而與極板間距離 d 成反比,可表示為?
   (A) C=d/(ε*A)
   (B) C=A/(ε*d)
   (C) C=(ε*A)/d
   (D) C=(ε*d)/A
   Ans:(C)
   提示:請觀察 C 值與ε,d,A 之間的關係。
   答對回饋:C=ε*A/d。不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請觀察 C 值與ε,d,A 之間的關係,再試一次。

 15.承上題,如欲使 C=0.531μF,可選擇
   (A) ε=70.8nF/mm,d=100mm,A=4mm2
   (B) ε=26.55nF/mm,d=10mm,A=10mm2
   (C) ε=8.85nF/mm,d=50mm,A=1mm2
   (D) ε=88.5nF/mm,d=5mm,A=30mm2
   Ans:(D)
   提示:C=ε*A/d,1μF=1000nF
   答對回饋:C=ε*A/d。不錯哦!
   答錯回饋:請依提示,再試一次。

 16.綜合以上練習,決定電容量的大小與下列哪些因素有關?
   (A) 只與 d 有關
   (B) 只與 A 有關
   (C) 只與ε有關
   (D) 和ε,d,A 都有關
   Ans:(D)
   提示:C=ε*A/d
   答對回饋:C 值大小與ε,d,A 都有關。很好!
   答錯回饋:觀察 C 值是否與ε,d,A 值改變有關,請再試試。
                       153
....................決定電容量大小的因素




              154
.....................電容器的串並聯電路


     單元 19:電容器的串並聯電路

一﹑教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間的差異性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路互換時電壓﹑電流及電阻之間的
  關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,負載電流及等效電阻的觀察及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.戴維寧等效電路之電壓源與諾頓等效電路之電流源之間的關
  係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
  3.電路互換時輸出電壓及電阻是否不變及其驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17 題"




                  155
.....................電容器的串並聯電路


  電容器的串並聯電路之轉換模擬實驗電路圖如圖 19 所示:



                                       單元名稱
                                       及說明




                                         操作區




             返回圖示

             操作說明區            作答區


                    圖 19 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.依題目要求新增或移除電容,拖曳電容 C3 或 C4 於指定的位
  置,並調整大小值。
 2.將電容表移至電容右方,分別測量 Cab,Cbc,Ccd,Cac 與 Cad
  各電容值。
 3.請觀察串聯與並聯時,各電容值的變化關係。
 4.本單元共 14 題。

(二)引導問題:
 1.移除 C3 與 C4,並調整 C2=3μF,則測量 a-c 間電容值 Cac 為
  多少?
  (A) 18μF


                        156
.....................電容器的串並聯電路

  (B) 9μF
  (C) 2μF
  (D) 1μF
  Ans:(C)
  提示:請參考電容表上之數值。
  答對回饋:Cac=C1*C2/(C1+C2)=3μF*6μF/(3μF+6μF)=2μ
              F,不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:將電容表置於 C1 與 C2 右方即可測量 Cac 電容值,
              請再試一次。

 2.承上題,調整 C2=6μF,測量 Cac=?
  (A) 1.5μF
  (B) 3μF
  (C) 6μF
  (D) 12μF
  Ans:(B)
  提示:請參考電容表上之數值。
  答對回饋:Cac=C1*C2/(C1+C2)=6μF*6μF/(6μF+6μF)=3μ
              F,不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:將電容表置於 C1 與 C2 右方即可測量 Cac 電容值,
              請再試一次。

 3.承上題,若再串聯 C3 電容器,並調整成 3μF,則 a-d 間電容
  Cad 值為多少?
  (A) 1.5μF
  (B) 3μF
  (C) 6μF
  (D) 12μF
  Ans:(A)
  提示:請參考電容表上之數值。
  答對回饋:Cad=1/((1/C1)+(1/C2)+(1/C3))=1/((1/6μF)+(1/6μ
              F)+(1/3μF))=1.5μF,不錯哦!請再接再勵。


                        157
.....................電容器的串並聯電路

  答錯回饋:將電容表置於 C2 右方即可測量 Cad 電容值,請再
              試一次。

 4.由上述可知,比較串聯前與串聯後的電容值,若電容器串聯愈
  多,則其值?
  (A) 愈小
  (B) 愈大
  (C) 不變
  (D) 忽大忽小
  Ans:(A)
  提示:請比較 Cab,Cad 與 Cac 值有何變化。
  答對回饋:若電容器串聯愈多,則其值愈小。不錯哦!請再接
              再勵。
  答錯回饋:分別測量 Cab,Cad 與 Cac 值,請再試一次。

 5.移除 C3,並將 C4=6μF 與 C2=3μF 並聯,則測量 b-c 間電容
  Cbc 值為多少?
  (A) 18μF
  (B) 9μF
  (C) 6μF
  (D) 2μF
  Ans:(B)
  提示:請參考電容表上之數值。
  答對回饋:Cbc=C4+C2=6μF+3μF=9μF。不錯哦!請再接再
              勵。
  答錯回饋:將電容表置於 C4 右方即可測量 Cbc 電容值,請再
              試一次。

 6.承上題,若調整 C4=3μF,測量 Cbc=?
  (A) 1.5μF
  (B) 3μF
  (C) 6μF
  (D) 9μF

                     158
.....................電容器的串並聯電路

  Ans:(C)
  提示:請參考電容表上之數值。
  答對回饋:Cbc=C4+C2=3μF+3μF=6μF。不錯哦!請再接再
            勵。
  答錯回饋:將電容表置於 C4 右方即可測量 Cbc 電容值,請再
            試一次。

 7.由上述可知,比較並聯前與並聯後的電容值,若電容器並聯後
  則其值
  (A) 愈小
  (B) 愈大
  (C) 不變
  (D) 忽大忽小
  Ans:(B)
  提示:比較 C4 並聯前與並聯後的 Cbc 值有何變化。
  答對回饋:若電容器並聯後,則其值愈大。不錯哦!請再接再
            勵。
  答錯回饋:測量 Cbc 電容值,比較並聯前與並聯後的電容值大
            小,請再試試看。

 8.移除 C3 與 C4,並改變不同的 C2 值,則 Cac=?
  (A) C1+C2
  (B) C1-C2
  (C) (C1*C2)/(C1+C2)
  (D) (1/C1)+(1/C2)
  Ans:(C)
  提示:觀察電容表上之數值與 C1,C2 之間的關係。
  答對回饋:Cac=1/((1/C1)+(1/C2))=(C1*C2)/(C1+C2)。不錯哦!
            請再接再勵。
  答錯回饋:測量 Cac 值,並比較 Cac 與 C1,C2 之間的關係,
            請再試試看。



                        159
.....................電容器的串並聯電路

 9.承上題,若再串聯 C3 電容,則 Cad=?
  (A) C1+C2+C3
  (B) (1/C1)+(1/C2)+(1/C3)
  (C) (C1*C2*C3)/(C1+C2+C3)
  (D) 1/((1/C1)+(1/C2)+(1/C3))
  Ans:(D)
  提示:觀察電容表上之數值與 C1,C2,C3 之間的關係。
  答對回饋:Cad=1/((1/C1)+(1/C2)+(1/C3))。不錯哦!請再接再勵
  答錯回饋:測量 Cad 值,並比較 Cad 與 C1,C2,C3 之間的關
               係,請再試試看。

 10.若移除 C3,將 C4 與 C2 並聯,則 Cbc=?
   (A) C2+C4
   (B) C2-C4
   (C) C2*C4
   (D) C2/C4
   Ans:(A)
   提示:觀察電容表上之數值與 C2,C4 之間的關係。
   答對回饋:Cbc=C2+C4。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:測量 Cbc 值,並比較 Cbc 與 C2,C4 之間的關係,
               再試試看。

 11.若欲使 Cbc=6μF,則 C2 與 C4 應如何選擇?
   (A) 2μF,4μF 或 3μF,3μF
   (B) 2μF,3μF
   (C) 10μF,4μF
   (D) 無法達成
   Ans:(A)
   提示:Cbc=C2+C4。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請再試試看。




                            160
.....................電容器的串並聯電路

 12.承上題,若 Cbc=6μF,則 Cac=?
   (A) 6μF+6μF=12μF
   (B) 1/((1/6μF)+(1/6μF))=3μF
   (C) 6μF*6μF=36μF
   (D) (1/6μF)+6μF=37/6μF
   Ans:(B)
   提示:Cac=1/((1/Cab)+(1/Cbc))。
   答對回饋:Cac=1/((1/Cab)+(1/Cbc))=1/((1/6μF)+(1/6μF))=3μ
              F。不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請依提示的公式,再試一次。

 13.承上題,若電路為(C2 並聯 C4)再與 C1 串聯,測量 Cac=?
   (A) (1/((1/C2)+(1/C4)))+C1
   (B) 1/((1/(C2+C4))+(1/C1))
   (C) C1*C2*C4
   (D) C1+C2+C4
   Ans:(B)
   提示:請先計算 C2 與 C4 的並聯值 Cbc,再計算 Cbc 與 Cab
          的串聯值即為 Cac
   答對回饋:Cac=1/((1/Cab)+(1/Cbc))=1/((1/(C2+C4))+(1/C1))不
              錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:Cbc=C2+C4,Cab=C1,請依提示再試一次。

 14.若再串聯 C3 電容,則 Cad=?
   (A) (1/((1/C2)+(1/C4)))+C1+C3
   (B) 1/((1/(C2+C4))+(1/C1)+(1/C3))
   (C) C1*C2*C3*C4
   (D) C1+C2+C3+C4
   Ans:(B)
   提示:請先計算 C2 與 C4 的並聯值 Cbc,再計算 Cbc 與 Cab
          和 Ccd 的串聯值即為 Cad。
   答對回饋:Cad=1/((1/(C2+C4))+(1/C1)+(1/C3))。很不錯哦!
   答錯回饋:Cbc=C2+C4,Cab=C1,Ccd=C3,請依提示再試試看。

                                161
.....................電容器的串並聯電路




            Note




              162
.......................三用電表的用法


       單元 20:電感量與磁通量

一﹑教學目標:
(一)透過線圈的調整,來了瞭解電感量與磁通量之轉換情形。
(二)透過心體材料截面積﹑長度的變換,來瞭解心體材料與電感量
  的變化關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電感量與磁通量之轉換情形。主要實驗活動有下列四項:
  1.電感量﹑磁通量與總磁通量之觀察及計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.15 題"
  2.線圈數與電感量的關係及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6.11.12.題"
  3.心體材料截面積與電感量的關係及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.題"
  4.心體材料長度與電感量的關係及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.題"




                  163
.......................三用電表的用法


  電感與磁通量模擬實驗電路圖如圖 20 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




            返回圖示

            操作說明區            作答區


                   圖 20 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.將電感計(H meter)置於電感旁,電感計將自動接上,同時顯示
  電感值。
 2.將電感置於 bc 上,電感將串接於電路上。
 3.將中央心體置於電路之電感上,心體將自動置於電感中。
 4.將尺規置於中央心體旁,尺規將以 cm 顯示長度值。
 5.本單元共 15 題。

(二)引導問題:
 1.以電感計測量 Lac 之電感量,其結果為?
  (A) 5H
  (B) 10H
  (C) 1H
                       164
.......................三用電表的用法

  (D) 2H
  Ans:(A)
  提示:請參考電感計上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察電感計上之量測值,再試一次!

 2.電感 Lab 的線圈數為 N=100,目前電流為 10A,請問通過線圈
  的磁通量ψ為?
  (A) 0.5Wb
  (B) 1Wb
  (C) 1.5Wb
  (D) 2Wb
  Ans:(A)
  提示:請參考公式 L=Nψ/I。
  答對回饋:不錯哦!ψ=L*I/N,請再接再勵。
  答錯回饋:請以電感 L*電流 I/線圈數 N,再試一次!

 3.承上題,線圈的磁通又可稱為磁力線ψ,請問總磁通量為?
  (A) 50
  (B) 10
  (C) 100
  (D) 150
  Ans:(A)
  提示:總磁通量λ,為線圈數 N 乘上磁通量ψ。
  答對回饋:不錯哦!λ=N*ψ,請再接再勵。
  答錯回饋:請以線圈數 N 乘上磁通量ψ,再試一次!

 4.將電感 L2 的線圈數為 N=100,將它放置於 bc 的位置,以電感
  計測量 Lac 之電感量,其結果為?
  (A) 5H
  (B) 10H
  (C) 1H
  (D) 2H
  Ans:(B)

                 165
.......................三用電表的用法

  提示:請參考電感計上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察電感計上之測量值,再試一次!

 5.承上題,將兩電感串聯,則總電感量為二者?
  (A) 相加
  (B) 相減
  (C) 相乘
  (D) 相除
  Ans:(A)
  提示:請參考電感計上之數值,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!電感串聯,總電感量相加,請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察電感計上之數值,再試一次!

 6.承上題,考慮上述決定電感量的因素,則電感量的表示以下列
  那一公式為恰當?
  (A) L=Nψ/I
  (B) L=NI/ψ
  (C) L=NIψ
  (D) L=N/Iψ
  Ans:(A)
  提示:電感量與線圈數 N 成正比,與磁通量ψ成正比,與電流
        量 I 成反比。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察線圈 N﹑電流 I 與磁通量ψ之間的變化,
               再試一次!

 7.將 L2 移除,心體材料 Ir1 置於 Lab 中央,再次測量測量 Lab 之
  電感量,其結果為?
  (A) 0.5H
  (B) 1H
  (C) 1.5H
  (D) 2H

                       166
.......................三用電表的用法

  Ans:(A)
  提示:請參考電感計上之數值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察電感計之測量值,再試一次!

 8.承上題,更換心體材料 Ir2 置於 Lab 中央,再次測量測量 Lab
  之電感量,其結果為?
  (A) 0.5H
  (B) 1H
  (C) 1.5H
  (D) 2H
  Ans:(D)
  提示:請參考電感計上之測量值。
  答對回饋:不錯哦!電感量與心體材料的截面積 A 成正比。
  答錯回饋:請仔細觀察電感計上之測量值,再試一次!

 9.承上題,心體材料 Ir2 之截面積 A 為 Ir1 的幾倍?
  (A) 1 倍
  (B) 2 倍
  (C) 4 倍
  (D) 8 倍
  Ans:(C)
  提示:請參考尺規上之數值,由半徑換算成圓面積。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察尺規上之數值,再試一次!

 10.承上題,心體材料之面積與電感量有何關連?
   (A) 與半徑成正比
   (B) 與半徑成反比
   (C) 與面積呈正比
   (D) 與面積呈反比
   Ans:(C)
   提示:請參考前三題之測量及觀察結果。
                   167
.......................三用電表的用法

   答對回饋:不錯哦!原心體材料 Ir1 之電感為 0.5H,更換為 Ir2
             後電感為 2H,面積同時呈 4 倍之變化。
   答錯回饋:請仔細觀察前三題之結果,再試一次!

                           ,
 11.將電感 L2(N=100)放置於 bc 的位置 以電感計測量 Lac 之電感
  量,其結果為?
   (A) 4H
   (B) 10H
   (C) 8H
   (D) 2H
   Ans:(C)
   提示:請參考電感計上之數值。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電感計上之測量值,再試一次!

 12.承上題,當線圈 N 為原來的兩倍時,電感量與線圈 N 的關係
   呈現何種變化?
   (A) 與線圈 N 成正比
   (B) 與線圈 N 成反比
   (C) 與線圈 N 的平方呈正比
   (D) 與線圈 N 的平方呈反比
   Ans:(C)
   提示:請參考前一題放置線圈前後電感量之變化。
   答對回饋:不錯哦!線圈為兩倍時,電感則變成原來的四倍,
             請再接再勵。
   答錯回饋:前一題放置線圈前電感 L=2H,放置後電感 L 為
             8H,請仔細觀察並再試一次!

 13.承上題,更換心體材料 Ir5 置於 Lab 中央,此時長度增加為兩
   倍,再次測量測量 Lab 之電感量,其結果為?
   (A) 1H
   (B) 2H
   (C) 4H

                      168
.......................三用電表的用法

   (D) 8H
   Ans:(C)
   提示:請參考電感計上之數值。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電感計上之測量值,再試一次!

 14.承上題,當心體長度 l 為原來的兩倍時,電感量與心體長度的
   關係呈現何種變化?
   (A) 與長度成正比
   (B) 與長度成反比
   (C) 與長度的平方呈正比
   (D) 與長度的平方呈反比
   Ans:(B)
   提示:請參考前一題放置心體前後電感量之變化。
   答對回饋:不錯哦!心體長度 l 為兩倍時,電感則變成原來的
              1/2 倍,請再接再勵。
   答錯回饋:前一題放置線圈前電感 L=8H,放置後電感 L 為
              4H,請仔細觀察並再試一次!

 15.承上題,考慮上述決定電感量的因素,則電感量的表示以下列
   那一公式為恰當?
   (A) L= u AN2/l
   (B) L= u AN/l
   (C) L= u lN2/A
   (D) L= u lN/A
   Ans:(A)
   提示:電感量與線圈數 N 平方成正比,與截面積 A 成正比,
         與長度 l 成反比。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
       :
   答錯回饋 請仔細觀察線圈 N﹑截面積 A 與長度 l 之間的變化,
             再試一次!



                      169
.......................三用電表的用法




         Note




              170
..................法拉第電磁感應定律與感應


   單元 21:法拉第電磁感應定律與感應

一﹑教學目標:
(一)透過直接觀察的方式,來了瞭解楞次定律的表示。
(二)透過實際的例子,來瞭解線圈數﹑磁通﹑單位時間之電流量及
  感應電勢(e)之間的變化關係。


二﹑教學時數:二小時。

三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬法拉第電磁感應定律與感應電勢之變化關係。主要實驗活動
有下列五項:
  1.在直接觀察的情形下,電壓及電流源與感應電壓之間的變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.3.8.11.13.14. 題"
  2.線圈數﹑單位時間(Δt)﹑磁通與感應電勢(e)之間的關係與楞次
  定律的表示。
  模擬實驗安排於"引導問題第 2.4.7.12.15.16. 題"
  3.感應電勢﹑單位時間(Δt)﹑電感量﹑互感量與電流增量(Δi)之
  間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.9. 題"
  4.線圈數﹑電感量與磁阻之間的關係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 6.10. 題"
  5.生活實例之驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 17. 題"




                   171
..................法拉第電磁感應定律與感應


  法拉第電磁感應定律與感應電勢模擬實驗電路圖如圖 21 所示:



                                  單元名稱
                                  及說明




                                    操作區




           返回圖示

           操作說明區            作答區


                  圖 21 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
               ,
 1.將亨利表放置於電路零件上 亨利表將自動連接並顯示亨利值。
               ,
 2.將電壓表放置於電路零件上 電壓表將自動連接並顯示電壓值。
 3.調整 N1 右側之捲軸,向上為增加,向下為減少。
 4.本單元共 17 題。

(二)引導問題:
 1.將電流源 I1 接至 ab 點,電壓表接至 cd 點,請問電壓表所呈現
  的電壓為多少?
  (A) 0V
  (B) 1V
  (C) 2V
  (D) 3V

                      172
..................法拉第電磁感應定律與感應

  Ans:(A)
  提示:請將電流源 I1 及電壓表置於電路上,並觀察電壓表所呈
       現的電壓!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察電壓表上之數值,再試一次。

 2.N1 之線圈數調整為 100,線圈 1 之磁通(Δφ1)於 0.5 秒內(Δt)
  無任何變化,若依照楞次定律,請問自感應電勢(e)為?以電壓
  表測量 ab 點之電壓為?
  (A) 0V,0V
  (B) 1V,0V
  (C) 2V,1V
  (D) 3V,1V
  Ans:(A)
  提示:楞次定律以數學式表示為:e=-N xΔφ/Δt,並以電壓表
       測量之。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

 3.將 ab 點之電流源更換為 I2,以電壓表測量 cd 點之電壓,請問
  電壓為多少?
  (A) 1V
  (B) 2V
  (C) 3V
  (D) 4V
  Ans:(A)
  提示:請觀察電壓表所呈現的電壓進行作答!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察電壓表所呈現的電壓,再試一次。

 4.承上題,N1 之線圈數調整為 100 匝,線圈 1 之磁通(Δφ11)於
  0.5 秒內(Δt)變化 0.005 韋伯,若依照楞次定律,請問自感應電
  勢(e)為?以電壓表測量 ab 點之電壓為?
                   173
..................法拉第電磁感應定律與感應

  (A) 1V,1V
  (B) 2V,1V
  (C) 3V,2V
  (D) 4V,2V
  Ans:(A)
  提示:楞次定律以數學式表示為:e=-N xΔφ/Δt,並以電壓表
        測量之。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

      ,
 5.承上題 自感應電勢可由單位時間內(Δt)流經電感(L1)之電流增
  量(Δi)所產生,請問電感(L1)之大小為何?
  (A) 0.5H
  (B) 1H
  (C) 1.5H
  (D) 2H
  Ans:(B)
  提示:由電感產生之自感應電勢以數學式表示為:e=L x Δi/
        Δt。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

 6.承上題,N1 之線圈數調整為 100 匝,電感量 L1 為 1H,請問磁
  阻之大小為何?
  (A) 100(A/Wb)
  (B) 1000(A/Wb)
  (C) 10000(A/Wb)
  (D) 20000(A/Wb)
  Ans:(C)
  提示:由磁阻(A/Wb)以數學式表示為:S=(N*N)/L。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。


                    174
..................法拉第電磁感應定律與感應

 7.承上題,N2 之線圈數為 100,線圈 1 交鏈至線圈 2 之磁通(Δφ
  12)於 0.5 秒內(Δt)變化 0.005 韋伯,若依照楞次定律,請問互
  感應電勢(eM)為?
  (A) 1V
  (B) 2V
  (C) 3V
  (D) 4V
  Ans:(A)
  提示:楞次定律以數學式表示為:e=-N2 xΔφ12/Δt。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

 8.承上題,以電壓表測量 Vcd 點之電壓為多少?互感應電勢(eM)
  與 Vcd 點之電壓是否相同?
  (A) 1V,是
  (B) 2V,是
  (C) 3V,否
  (D) 4V,否
  Ans:(A)
  提示:楞次定律以數學式表示為:e=-N xΔφ/Δt。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

 9.互感應電勢的公式可表示為:eM=N2 x Δφ12/Δt = M x Δi/
  Δt,由此可知,線圈 1 交鏈至線圈 2 之互感(M)為多少?
  (A) 1H
  (B) 2H
  (C) 3H
  (D) 4H
  Ans:(A)
  提示:請代入公式後,求出互感(M)。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!


                   175
..................法拉第電磁感應定律與感應

  答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

 10.調整 N1 之線圈數為 200,磁阻為 10000(A/Wb),請問電感(L1)
  之大小為何?
   (A) 1H
   (B) 2H
   (C) 3H
   (D) 4H
   Ans:(D)
   提示:由電感量係與匝數平方成正比,與磁阻成反比以數學式
            表示為:L=N*N/S。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

       ,               ,
 11.承上題 調整 N1 之線圈數為 200 將 ab 點之電流源更換為 I2,
  若依照楞次定律,請問自感應電勢(e)為?以電壓表測量 ab 點
  之電壓為?
   (A) 1V,1V
   (B) 2V,2V
   (C) 3V,3V
   (D) 4V,4V
   Ans:(D)
   提示:楞次定律以數學式表示為:e=LxΔi/Δt,並以電壓表測
            量之。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

 12.承上題,N2 之線圈數為 100,線圈 1 交鏈至線圈 2 之磁通(Δ
   φ12)於 0.5 秒內(Δt)變化 0.01 韋伯,若依照楞次定律,請問
   互感應電勢(eM)為?
   (A) 1V
   (B) 2V
   (C) 3V

                       176
..................法拉第電磁感應定律與感應

   (D) 4V
   Ans:(B)
   提示:楞次定律以數學式表示為:e=-N2 xΔφ12/Δt。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。

       ,
 13.承上題 以電壓表測量 Vcd 點之電壓為多少?互感應電勢(eM)
   與 Vcd 點之電壓是否相同?
   (A) 1V,是
   (B) 2V,是
   (C) 3V,否
   (D) 4V,否
   Ans:(B)
   提示:請以電壓表測量之,並與上一題相比較。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請以電壓表測量之,並與上一題相比較,再試一次。

 14.將 N1 線圈調整為 100,此時 N2 亦為 100,ab 端更換為電壓
   V1,以電壓表測量 Vcd 端,請問測得電壓多少?
   (A) 1V
   (B) 2V
   (C) 3V
   (D) 4V
   Ans:(D)
   提示:請直接以電壓表測量之。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請觀察電壓表之測量數據,再試一次!

 15.承上題,將 N1 線圈調整為 200,以電壓表測量 Vcd 端,請問
   測得電壓多少?
   (A) 1V
   (B) 2V
   (C) 3V

                   177
..................法拉第電磁感應定律與感應

   (D) 4V
   Ans:(B)
   提示:請直接以電壓表測量之。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請觀察電壓表之測量數據,再試一次!

 16.承上題,Vab 與 Vcd 之電壓比,是否與線圈數比相同?
   (A) 是
   (B) 否
   (C) 不一定
   (D) 毫無關係
   Ans:(A)
   提示:請觀察前兩題之結果進行比較。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請觀察前兩題之結果進行比較,再試一次!

 17.上述自感應電勢與互感應電勢的關係於日常生活中,最常應用
   的項目為何?
   (A) 變壓器
   (B) 電鍋
   (C) 電暖器
   (D) 電燈泡
   Ans:(A)
   提示:請以實際情況作答。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請以實際情況作答,再試一次!




                178
...................安培右手定則與楞次定律


    單元 22:安培右手定則與楞次定律

一﹑教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間的差異性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路互換時電壓﹑電流及電阻之間的
  關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,負載電流及等效電阻的觀察及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.戴維寧等效電路之電壓源與諾頓等效電路之電流源之間的關
  係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
  3.電路互換時輸出電壓及電阻是否不變及其驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17 題"




                  179
...................安培右手定則與楞次定律


  安培右手定則與楞次定律之轉換模擬實驗電路圖如圖 22 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




         返回圖示

         操作說明區            作答區


                圖 22 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.將電流源﹑電表放置於電路上,使電路構成迴路。
 2.將指南針﹑擺動中的磁鐵置於電路左側,觀察磁鐵擺動時,指
  針方向及磁場的變化。
 3.調整電阻大小:按電阻兩側箭頭,向上增加,向下減少電阻值。
 4.本單元共 12 題。

(二)引導問題:
 1.將指南針置於電路左側,電流源 I1 放至電路中,請問指南針的
  指針將會?
  (A) N 向右
  (B) N 向左


                    180
...................安培右手定則與楞次定律

  (C) 左右搖動
  (D) 不動
  Ans:(B)
  提示:請將電流源 I1 置於電路上,並觀察指南針的指針擺動位
        置!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察指針擺動方向,再試一次。

 2.將電流源 I2 放至電路中,請問指南針的指針將會?
  (A) N 向右
  (B) N 向左
  (C) 左右搖動
  (D) 不動
  Ans:(A)
  提示:請將電流源 I2 置於電路上,並觀察指南針的指針擺動位
        置!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察指針擺動方向,再試一次。

 3.承上題,指南針的 N 向右時,表示 a 點位置的磁場與磁鐵的那
  一極相似?
  (A) S 極
  (B) N 極
  (C) A 極
  (D) B 極
  Ans:(A)
  提示:磁鐵之極性為同性相斥,異性相吸,請以此一原理比較
        判斷!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:指南針的 N 極向右時表示 S 極在左側,線圈的 b 點
             為 N 極,請再試一次。


                    181
...................安培右手定則與楞次定律

 4.承上題,若以半握拳之左右手之姆指代表 N 磁極,其餘四指代
  表電流的方向,則那一支手可代表目前的狀況?
  (A) 左手半握拳姆指向右
  (B) 右手半握拳姆指向右
  (C) 右手半握拳姆指向左
  (D) 左手半握拳姆指向左
  Ans:(B)
  提示:請實際以左右手半握拳狀態比較之。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請實際以左右手半握拳狀態比較之,再試一次!

 5.承上題,右手半握拳姆指向右與上述的情況最為接近,又可稱
  為?
  (A) 安培(Ampere)右手定則
  (B) 楞次定律(Lenz’s Law)
  (C) 佛來銘右手定則
  (D) 佛來銘左手定則
  Ans:(A)
  提示:依題意為右手定則,此定則描述電流流動將產生磁場;
          及磁場變化將產生電流等相關知識。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請以最符合之狀況作答,再試一次。

 6.將指南針更換為擺動的磁鐵,並將電流表放入電路中測量電流
  大小,當磁鐵擺動由左往右接近線圈時,則電流表測出之電流為?
  (A) 無法測量,電流表燒毀
  (B) 正值
  (C) 負值
  (D) 零
  Ans:(B)
  提示:請以電流表測量電流大小(以電流正負值判別方向),!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
                     182
...................安培右手定則與楞次定律

  答錯回饋:請將電表放至電路上測量電流,再試一次。

 7.承上題,依照感應電流的方向來判斷,當磁鐵擺動由左往右接
  近線圈時,a 點所產生的磁場為?
  (A) N 極
  (B) S 極
  (C) X 極
  (D) Y 極
  Ans:(A)
  提示:請觀察電流的方向及大小,依安培(Ampere)右手定則來
          判斷線圈磁場極性。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察電流方向及大小,再試一次。

 8.承上題,當磁鐵擺動接近頂端暫時停頓時,則電流表測出之電
  流為?
  (A) 無法測量,電流表燒毀
  (B) 正值
  (C) 負值
  (D) 零
  Ans:(D)
  提示:請觀察電表的數值,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察電表的數值,再試一次。

 9.承上題,當磁鐵擺動由右往左離開線圈時,則電流表測出之電
  流為?
  (A) 無法測量,電流表燒毀
  (B) 正值
  (C) 負值
  (D) 零
  Ans:(C)

                  183
...................安培右手定則與楞次定律

  提示:請觀察電表的數值,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察電表的數值,再試一次。

 10.承上題,依照感應電流的方向來判斷,當磁鐵擺動由右往左離
  開線圈時,a 點所產生的磁場為?
   (A) N 極
   (B) S 極
   (C) X 極
   (D) Y 極
   Ans:(B)
   提示:請觀察電流的方向及大小,依安培(Ampere)右手定則來
         判斷線圈磁場極性。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請觀察電流方向及大小,再試一次。

 11.承上題,感應電流所產生的磁場,恆反對原交鏈磁場的變化,
  此為何種定律?
   (A) 安培(Ampere)右手定則
   (B) 楞次定律(Lenz’s Law)
   (C) 佛來銘右手定則
   (D) 佛來銘左手定則
   Ans:(B)
   提示:請考慮描述電磁感應之定律,即由磁通量變化而在閉合
        電路中產生感應電勢及電流的效應。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:左右手定則通常為決定運動﹑磁場及電流方向使
             用,可不考慮,請再加油!

 12.承上題,楞次定律以數學式表示為:e=-N xΔψ/Δt,則下列
  何者正確?
   (A) 感應電動勢 e 與線圈匝數 N 成反比

                     184
...................安培右手定則與楞次定律

   (B) 感應電動勢 e 與磁通變化量Δψ成反比
   (C) 感應電動勢 e 與磁通變化所經過的時間Δt 成正比
   (D) 感應電動勢 e 與磁通的變化Δψ方向相反
   Ans:(D)
   提示:負號代表磁通的變化的方向
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請參考公式中,各個參數與感應電動勢 e 之間的關
             係,再試一次!




                   185
...................安培右手定則與楞次定律




       Note




              186
.....................佛萊明左(右)手定則


        單元 23:三用電表的用法

一﹑教學目標:
(一)透過三用電表的模擬,來瞭解基本的操作方法及刻度判別。
(二)透過實際的測量,來加深對各種測量狀態的判斷能力。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬三用電表之基本操作方法。主要實驗活動有下列四項:
  1.以三用電表作歸零條整及電阻測量。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4. 題"
  2.三用電表之刻度判讀方法。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.10.11. 題"
  3.交流﹑直流電源及電流之測量方法。
  模擬實驗安排於"引導問題第 6.9.10.11.12.13. 題"
  4.二極體之測量方法。
  模擬實驗安排於"引導問題第 14.15.16. 題"




                   187
.....................佛萊明左(右)手定則


  三用電表的用法模擬實驗電路圖如圖 23 所示:



                                       單元名稱
                                       及說明




                                        操作區




         返回圖示

         操作說明區             作答區


                 圖 23 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
  1.將探針移至零件或待測元件上,探針將自動接上,電錶指針將
   移動至測量值的位置。
  2.旋轉中央轉鈕,選擇欲測量的對象:
   直流電壓:旋轉至 DC V;
   交流電壓:旋轉至 AC V;
   直流電流:旋轉至 DC mA;
   電阻:旋轉至歐姆檔(Ω)。
  3.零歐姆調整鈕:旋轉至歐姆檔(Ω),將紅探針與黑探針接觸,
   調整指針到零歐姆(0Ω)的位置值。
  4.電錶表頭放大與縮小:放大:(+)Zoom in,縮小:(-)Zoom out。
  5.本單元共 16 題。

                     188
.....................佛萊明左(右)手定則

(二)引導問題:
 1.將三用電表中央旋鈕轉至 X100Ω,並將兩指針交叉連接,此時
  指針為?
  (A) 指於 0Ω位置
  (B) 指於超過 0Ω位置
  (C) 指於 8Ω位置
  (D) 不動
  Ans:(B)
  提示:請參考三用電表的指針位置。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀三用電表之量測值,再試一次!

 2.承上題,指針未置於 0Ω位置,此時應如何調整才可使指針歸
  零?
  (A) 此為電力太強,換電池即可
  (B) 調整右上角之黑色旋鈕
  (C) 更換探針
  (D) 由左往右拍打電表
  Ans:(B)
  提示:請依選項說明測試。
  答對回饋:不錯哦!調整右上角之黑色旋鈕,使指針指到 0 的
              位置,此為歸零調整。
  答錯回饋:不對哦,請再試一次!

 3.以電表測量電阻 A,請問中央旋鈕應轉至那個位置才恰當?
  (A) X100Ω
  (B) X10Ω
  (C) X1Ω
  (D) X1KΩ
  Ans:(D)
  提示:請逐一測試,待指針能明顯指到正確且明顯的位置即可,


                    189
.....................佛萊明左(右)手定則

       最好指針的位置能落於中間區域。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請逐一測試每個倍率,找到最佳的觀察位置,再試
              一次!

 4.以電表測量電阻 B,請問中央旋鈕應轉至那個位置才恰當?
  (A) X100Ω
  (B) X10Ω
  (C) X1Ω
  (D) X1KΩ
  Ans:(B)
  提示:請逐一測試,待指針能明顯指到正確且明顯的位置即可,
       最好指針的位置能落於中間區域。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請逐一測試每個倍率,找到最佳的觀察位置,再試
              一次!

 5.測量電阻時,應參考電表面版上之那一組刻度較為適當?
  (A) 最上方之刻度及數字
  (B) 中間黑色刻度及數字
  (C) 中間紅色刻度及數字
  (D) 最下方之綠色刻度及數字
  Ans:(A)
  提示:請參考刻度旁的測量單位,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔刻度旁的測量單位,再試一次!

 6.將中央旋鈕轉至 ACV 250 位置處,且探針測量交流電源,請問
  指針指於何處?其電壓值為?
  (A) 0~250 刻度的 110 位置,110V
  (B) 0~50 刻度的 10 位置,10V
  (C) 0~10 刻度的 8 位置,200V
  (D) 0~250 刻度的 160 位置,160V
                     190
.....................佛萊明左(右)手定則

  Ans:(A)
  提示:請參考電表上指針所指之數值﹑位置,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀指針所指之數值,並視情況調整倍率,再
              試一次!

      ,                    ,
 7.承上題 當中央旋鈕轉至 ACV 250 位置處時 應參考之刻度為?
  (A) 0~2kΩ
  (B) 0~10V
  (C) 0~50V
  (D) 0~250V
  Ans:(D)
  提示:請參考中央旋鈕所指位置上的數值,依 10 的 N 次方作
       為倍率進行比較。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀中央旋鈕所指位置上的數值,再試一次!

 8.將中央旋鈕轉至 DCV 2.5 位置處,且探針測量電池,請問指針
  指於何處?其電壓值為?
  (A) 0~250 刻度的 120 位置,1.2V
  (B) 0~50 刻度的 10 位置,0.5V
  (C) 0~10 刻度的 8 位置,2V
  (D) 0~250 刻度的 150 位置,1.5V
  Ans:(D)
  提示:請參考電表上指針所指之數值﹑位置,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀指針所指之數值,並視情況調整倍率,再
              試一次!

      ,                    ,
 9.承上題 當中央旋鈕轉至 DCV 2.5 位置處時 應參考之刻度為?
  (A) 0~2kΩ
  (B) 0~10V

                     191
.....................佛萊明左(右)手定則

  (C) 0~50V
  (D) 0~250V
  Ans:(D)
  提示:刻度與中央旋鈕之間的倍率為 10 的 N 次方倍,請依此
       原則換算之。
  答對回饋:不錯哦!以 250 之刻度再除以 100 即為目前旋鈕所
              對應的待測電量大小,請再接再勵。
  答錯回饋:請以 2.5 乘上 100 的結果來比較,再試一次!

 10.將中央旋鈕轉至 DCmA 2.5 位置處,且探針測量電流源,請問
   指針指於 0~250 刻度的那一個位置?其電流大小為?
   (A) 0~250 刻度的 100 位置,1mA
   (B) 0~50 刻度的 10 位置,1mA
   (C) 0~10 刻度的 8 位置,0.8mA
   (D) 0~250 刻度的 150 位置,1.5mA
   Ans:(D)
   提示:刻度與中央旋鈕之間的倍率為 10 的 N 次方倍,請依此
        原則換算之。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀指針所指之數值,並視情況調整倍率,再
               試一次!

 11.若將中央旋鈕轉至 DC 50uA 位置處,且探針測量電流源,請
   問指針指於何處?
   (A) 0~250 刻度的 100 位置,1mA
   (B) 0~50 刻度的 10 位置,1mA
   (C) 0~10 刻度的 8 位置,0.8mA
   (D) 指針靠在刻度的右邊界上,可能有燒燬之虞
   Ans:(D)
   提示:請參考電表之實際測量結果。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電表之實際測量結果,再試一次!
                      192
.....................佛萊明左(右)手定則

 12.若測量電壓或電流時,指針擺動迅速,且立即靠在刻度的「右」
   邊界上,此時應如何處置較為恰當?
   (A) 電表可能有燒燬之虞,應立即將指針移開,並將中央旋鈕
      轉至更大的單位
   (B) 電表可能電力不足,應更換電池
   (C) 電表可能電力太強,應調整右上角之黑色旋鈕
   (D) 應更換重量較重之指針,再試一次
   Ans:(A)
     :            ,
   提示 請參考電表之實際測量結果 並調整不同的單位測試之。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請實際測量直流電壓或電流的結果,並調整不同的
               單位,再試一次!

 13.若測量電壓或電流時,指針擺動迅速,且立即靠在刻度的「左」
   邊界上,此時應如何處置較為恰當?
   (A) 電表可能有燒燬之虞,應立即將指針移開,並將中央旋鈕
      轉至更大的單位
   (B) 表示待測對象有正負端極之區別,應將 2 根指針的位置互
      換
   (C) 電表可能電力太強,應調整右上角之黑色旋鈕
   (D) 電表可能電力不足,應更換電池
   Ans:(B)
     :            ,
   提示 請參考電表之實際測量結果 並更換指針的位置測試之。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電表之實際測量結果,再試一次!

 14.將三用電表中央旋鈕轉至 X10Ω,並測量二極體,黑色指針接
   a 點,紅色指針接 b 點,此時電表的指針位於?
   (A) 10 位置
   (B) ∞,指針不動
   (C) 50 位置
   (D) 100 的位置
                     193
.....................佛萊明左(右)手定則

   Ans:(B)
   提示:請參考電表之實際測量結果。
   答對回饋:不錯哦!目前二極體為未導通狀態,請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電表之實際測量結果,再試一次!

 15.承上題,將黑色指針接 b 點,紅色指針接 a 點,此時電表的指
   針位於?
   (A) 10 位置
   (B) ∞,指針不動
   (C) 50 位置
   (D) 100 的位置
   Ans:(A)
   提示:請參考電表之實際測量結果。
   答對回饋:不錯哦!目前二極體為導通狀態,請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電表之實際測量結果,再試一次!

 16.承上題,b 點為二極體的 P 端,a 點為二極體的 N 端,且黑色
   指針接 b 點,紅色指針接 a 點時為導通狀態,則下列述敘何者
   正確?
                       ,
   (A) 電表內部電池之正極與黑色指針連接 負極與紅色指針連接
                       ,
   (B) 電表內部電池之負極與黑色指針連接 正極與紅色指針連接
   (C) 紅色端故障
   (D) 黑色端故障
   Ans:(A)
   提示:欲使二極體導通,則二極體 P 端需接直流正電源,N 端
         接直流負電源,且電壓值必須大於 0.7V。
   答對回饋:不錯哦!b 點為二極體的 P 端接黑色指針,故黑色
               指針與內部電池正端連接,請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電表之實際測量結果,再試一次!




                     194
.....................佛萊明左(右)手定則


        單元 24:佛萊明左(右)手定則

一﹑教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間的差異性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路互換時電壓﹑電流及電阻之間的
  關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,負載電流及等效電阻的觀察及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.戴維寧等效電路之電壓源與諾頓等效電路之電流源之間的關
  係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
  3.電路互換時輸出電壓及電阻是否不變及其驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17 題"




                  195
.....................佛萊明左(右)手定則


  佛萊明左(右)手定則模擬實驗電路圖如圖 24 所示:



                                 單元名稱
                                 及說明




                                  操作區




          返回圖示

          操作說明區            作答區



                 圖 24 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
  1.開/關水流:按水龍頭上方之旋鈕,第一次按為開啟,第二次按
   為關閉。
  2.將電流表或電池移至燈泡旁,電表及電池將自動連接電路並顯
   示電流值大小或提供電路電能。
  3.按下電池,可變更正負極之方向。
  4.按下磁鐵,可變更兩側磁鐵之極性。
  6.本單元共 12 題。




                     196
.....................佛萊明左(右)手定則



(二)引導問題:
 1.將水龍頭置於水車右側,線圈順時針旋轉,以電流表測量燈泡
  上的電流,請問電流表測得之電流為正值還是負值?
  (A) 正
  (B) 負
  (C) 零
  (D) 時正時負
  Ans:(B)
  提示:請以電流表測量並確實觀察電流表的顯示值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察電流表的顯示值及紅色及黑色指針的位
            置,再試一次。

 2.觀察磁鐵的磁極,請問磁力線方向為?
  (A) 由右到左(N 到 S)
  (B) 由左到右(S 到 N)
  (C) 由左到右(N 到 S)
  (D) 由右到左(S 到 N)
  Ans:(C)
  提示:磁力線的方向為 N 到 S,請以圖中磁鐵的磁極為基準!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察磁鐵的磁極,再試一次。

                        ,
 3.磁力線方向(食指)及運動方向(姆指)為已知 待測為電流方向(中
  指),請問適用那一定則?
  (A) 佛來銘右手定則
  (B) 佛來銘左手定則
  (C) 安培右手定則
  (D) 安培左手定則
  Ans:(A)

                    197
.....................佛萊明左(右)手定則

  提示:需以磁力線方向及運動方向來決定電流方向者為發電機定
          則!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:佛來銘右手定則通常又稱為發電機定則,請再試一
               次。

 4.承上題,目前的磁力線方向(由左向右)及運動方向(向上)為已
  知,請問電流方向為?
  (A) 由下往上流入 A 點
  (B) 由上往下流出 A 點
  (C) 電流為零,無方向
  (D) 時上時下
  Ans:(A)
  提示:請以佛來銘右手定則:磁力線方向(食指)及運動方向(姆
          指)為已知,求出待測為電流方向(中指)。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實以佛來銘右手定則測量電流方向,再試一次。

 5.承上題,目前的狀況與下列何者相似?
  (A) 水力發電
  (B) 風力發電
  (C) 電動馬達
  (D) 太陽能電池
  Ans:(A)
  提示:目前為以水轉動水車來產生電力,請選出最接近者。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請選出最接近者,再試一次。

 6.按下磁鐵,變更為 S 在左側,N 在右側,以電流表測量燈泡上
  的電流,請問電流表測得之電流為正值還是負值?
  (A) 負
  (B) 正

                    198
.....................佛萊明左(右)手定則

  (C) 零
  (D) 時正時負
  Ans:(B)
  提示:請檢查電表之正負值,以佛萊銘右手定則檢查電流方向。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請檢查電表之正負值,再試一次。

 7.承上題,磁力線方向變更(右向左),運動方向(向上)為已知,若
  以左側線路為基準,請問電流方向為?
  (A) 由下往上流入 A 點
  (B) 由上往下流出 A 點
  (C) 電流為零,無方向
  (D) 時上時下
  Ans:(B)
  提示:請以佛萊銘右手定則檢查電流方向
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請以佛萊銘右手定則檢查電流方向,再試一次。

 8.目前電流的方向與前一狀態(磁力線未變)有何不同?
  (A) 電流方向改變
  (B) 運動方向改變
  (C) 磁力線減少
  (D) 磁力線增加
  Ans:(A)
  提示:請比較前幾題所測量的電流後,再進行作答!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:磁力線與運動方向的改變,都直接影響電流的方向,
            請再試一次。

 9.移除水龍頭,將電池放至線路左側,正端在上,按下磁鐵,變
  更為 N 在左側,S 在右側,以左側線段為基準,請問目前運動
  的方向為?

                     199
.....................佛萊明左(右)手定則

  (A) 向上(順時針旋轉)
  (B) 向下(逆時針旋轉)
  (C) 不動
  (D) 時往上,時往下
  Ans:(B)
  提示:請觀水車轉動的情形。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請實際觀水車轉動的情形,再試一次。

 10.磁力線方向及電流方向為已知,待測為運動方向,請問適用那
   一定則?
   (A) 佛來銘右手定則
   (B) 佛來銘左手定則
   (C) 安培右手定則
   (D) 安培左手定則
   Ans:(B)
   提示:佛來銘左手定則又稱為電動機定則,即符合電力趨動水
        車轉動之情形
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請找出符合電動機運作之定則,再試試看。

 11.承上題,目前的狀況與下列何者相似?
   (A) 水力發電
   (B) 風力發電
   (C) 電動馬達
   (D) 太陽能電池
   Ans:(C)
   提示:請以發電或由電力趨動之情形進行比較。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請找出符合電動機運作之項目,再試試看。




                  200
.....................佛萊明左(右)手定則

 12.承上題,將電池正端改成在下,以左側線段為基準,請問目前
   運動的方向為?
   (A) 向上(順時針旋轉)
   (B) 向下(逆時針旋轉)
   (C) 不動
   (D) 時往上,時往下
   Ans:(A)
   提示:請以佛萊銘左手定則檢查運動方向,磁力線方向(食指)
        及電流方向(中指)為已知,運動方向(姆指)為待測值。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請以佛萊銘左手定則檢查運動方向,再試一次。




                   201
.....................佛萊明左(右)手定則




         Note




              202
.......................惠斯登平衡電橋


        單元 25:惠斯登平衡電橋

一﹑教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間的差異性。
(二)透過實際的例子,來瞭解電路互換時電壓﹑電流及電阻之間的
  關係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,負載電流及等效電阻的觀察及其變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.戴維寧等效電路之電壓源與諾頓等效電路之電流源之間的關
  係及其計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
  3.電路互換時輸出電壓及電阻是否不變及其驗證。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17 題"




                  203
.......................惠斯登平衡電橋


  惠斯登平衡電橋模擬實驗電路圖如圖 25 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




        返回圖示

        操作說明區             作答區
                圖 25 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.移動電阻至 cd 位置,電阻將自動與電路連接。
 2.將電壓表移至電阻或電源旁,電表將自動歸定位並顯示電壓值
  大小。
 3.將電流表移至電阻旁或電路上方,電表將自動歸定位並顯示電
  流值大小。
 4.調整電阻大小:按 ac 位置電阻兩側的捲軸,向上增加,向下減
  少電阻值。
 5.觀察 G 之電表:檢查是否達到平衡的狀態。
 6.本單元共 11 題。




                    204
.......................惠斯登平衡電橋

 (二)引導問題:
 1.調整 Rac 為 30 歐姆,電池為 10V,將電表 G 放置於電路中央,
  R1 放入惠斯登電橋 cd 點位置,請問電橋是否為平衡狀態?
  (A) 是
  (B) 否
  (C) 沒有變化
  (D) 電橋燒毀
  Ans:(B)
  提示:請將電表 G 放置於電路中央,並觀察電表 G 是否為 0,
          若為 0 則表示處於平衡狀態!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實觀察電表 G,再試一次。

 2.承上題,以電壓表測量 Vbd 及 Vcd,測得之電壓值為?
  (A) 8V,5V
  (B) 5V,8V
  (C) 3V,7V
  (D) 7V,3V
  Ans:(A)
  提示:請將電壓表置於待測位置,並觀察測量結果!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察電壓表之測量結果後作答,再試一次。

 3.承上題,以電壓表測量 Vbc,測得之電壓值為?
  (A) 3V
  (B) 5V
  (C) 8V
  (D) 1V
  Ans:(A)
  提示:請將電壓表置於待測位置,並觀察測量結果!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察電壓表之測量結果後作答,再試一次。

                   205
.......................惠斯登平衡電橋

 4.欲使 Vbc 為 0,則需調整 Rac 為?
  (A) 7.5 歐姆
  (B) 10 歐姆
  (C) 15 歐姆
  (D) 20 歐姆
  Ans:(A)
  提示:請調整 Rac,使電表 G 趨於平衡(等於 0)後,再觀察 Rac
          的電阻值!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請確實調整電阻值,並於電表 G 平衡後再觀察 Rac
              的電阻值,再試一次。

 5.承上題,使 Vbc 為 0,請問電橋是否為平衡狀態?
  (A) 是
  (B) 否
  (C) 沒有變化
  (D) 電橋燒毀
  Ans:(A)
  提示:請測量 Vbc 的值,觀察於平衡狀態時,電表是否為 0
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請檢查測量結果並與電表 G 比較,再試一次。

 6.承上題,Rab﹑Rbd﹑Rac﹑Rcd 電阻的關係可以何種算式表示?
  (A) Rab:Rbd=Rac:Rcd
  (B) Rab* Rac =Rbd*Rcd
  (C) Rab/Rac=Rbd/Rcd
  (D) Rab+Rbd=Rac+Rcd
  Ans:(A)
  提示:請以電阻之實際值代入運算式後,再進行比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:於平衡狀態下,Rab*Rcd=Rac*Rbd,再試一次。



                          206
.......................惠斯登平衡電橋

                      ,
 7.將 R2 放入惠斯登電橋 cd 點位置 調整 Rac 使電橋為平衡狀態,
  請問 R2 之電阻值為?
  (A) 10
  (B) 5
  (C) 20
  (D) 30
  Ans:(A)
    :              ,
  提示 請測量 R2 之電壓及電流值 並以電壓除以電流求 R2 值。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請以電壓除電流值求取電阻值,再試一次。

 8.承上題,請以電壓表測量 Vcd 的電壓為?
  (A) 10
  (B) 8
  (C) 5
  (D) 2
  Ans:(B)
  提示:請測量 Vcd 的電壓值,再進行作答!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請觀察 Vcd 的電壓值,請再試一次。

 9.承上題,Vcd 的電壓是否等於 Rac 與 Rcd 的分壓?
  (A) 否
  (B) 是
  (C) 無關連
  (D) 是,但必需於電橋平衡的條件下
  Ans:(B)
  提示:請以電壓值 V * Rcd/(Rac+Rcd),再與測得之 Vcd 進行
          比較!
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
  答錯回饋:請實際測量 Vac 與 Vcd 的電壓,再試一次。




                   207
.......................惠斯登平衡電橋

 10.將 R3 放入惠斯登電橋 cd 點位置,欲使電橋為平衡狀態,請問
  Rac 之電阻值必須調整為?
   (A) 120
   (B) 30
   (C) 10
   (D) 60
   Ans:(B)
   提示:可依 Rab:Rbd=Rac:Rcd 之比例調整,或直接觀察電表 G
        之平衡狀態。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
   答錯回饋:請觀察電表 G 之平衡狀態,再試一次。

 11.惠斯登平衡電橋不適用於測量下列何者?
   (A) 測量交流電之頻率
   (B) 測量一個有干擾磁場環境下的電阻值
   (C) 測量不同濃度金屬鹽溶液的電導分析
   (D) 光﹑熱等物理量轉換成電壓訊號及測量
   Ans:(A)
   提示:可參考相關零件可轉換成電阻值並代入帶測電阻位置
        (右下角)之應用。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
       :                 ,
   答錯回饋 請注意相關零件可轉換成電阻值之項目 再試一次。




                    208
....................電感/電容電路的暫態


     單元 26:電感/電容電路的暫態

一﹑教學目標:
(一)透過模擬電感及電容串聯電路及開關切換,來瞭解元件的瞬間
  值及暫態現象。
(二)透過示波器﹑電壓表及電流表的觀察,來瞭解電路充放電時電
  壓及電流之變化情形。


二﹑教學時數:二小時。

三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬戴維寧與諾頓電路之轉換情形。主要實驗活動有下列四項:
  1.以示波器﹑電壓及電流表測量電感﹑電容時,其瞬間狀態。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.15.16. 題"
  2.電容器於 T=0 時,近似於短路及 T=5 時,近似於斷路之觀念引
  導。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6. 題"
  3.電感器於 T=0 時,近似於斷路及電感器於 T=5 時,近似於短路
  之觀念引導。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12.13.14. 題"
  4.電容及電感於放電時之瞬間電壓及電流之變化情形。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14. 題"




                    209
....................電感/電容電路的暫態


  電感/電容電路的暫態模擬實驗電路圖如圖 26 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




        返回圖示

        操作說明區             作答區



                圖 26 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
               ,
 1.將電流表放置於電路零件上 電流表將自動連接並顯示電流值。
 2.按下電路開關 S,電路將與電源構成迴路,或電感電容性電路
  單獨構成迴路;S↓表是開關閉合瞬間,S↑表是開關 斷開瞬
  間。
               ,
 3.將電壓表放置於電路零件上 電壓表將自動連接並顯示電壓值。
 4.將示波器開啟,並將探針移至電路上,示波器會顯示波形。
 5.本單元共 16 題。




                    210
....................電感/電容電路的暫態

 (二)引導問題:
 1.將電源電壓設為 90V,示波器接於電容器兩端並壓下 ON/OFF
  開關,電流表接於 Rc 位置處,將開關 S 轉為 ON,請問 T=0t
  時,電容的瞬間電壓為?
  (A) 0V
  (B) 5V
  (C) 30V
  (D) 15V
  Ans:(A)
  提示:請參考示波器上之數值。
  答對回饋:不錯哦!T=0t 時,電容器瞬間為短路狀態,請再接
             再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察示波器上之瞬間電壓值,再試一次!
 2.承上題,電流表於 T=0t 時之瞬間電流為?
  (A) 0A
  (B) 1A
  (C) 0.8A
  (D) 1.8A
  Ans:(D)
  提示:請參考電流表上之初始數值。
  答對回饋:不錯哦!T=0t 時,電容器瞬間為短路狀態,因此電
             流可以直接用電壓除以電阻計算之。
  答錯回饋:請仔細觀察電流表上之瞬間電流值,再試一次!
 3.承上題,當 T=5t 時,示波器所呈現之瞬間電容電壓為?
  (A) 0V
  (B) 60V
  (C) 18V
  (D) 24V
  Ans:(B)
  提示:請參考示波器上之數值。
  答對回饋:不錯哦!T=5t 時,電容器為充滿電壓之開路狀態。
  答錯回饋:請仔細觀察示波器上之瞬間電壓值,再試一次!

                   211
....................電感/電容電路的暫態

 4.承上題,電流表於 T=5t 時之瞬間電流為?
  (A) 0A
  (B) 1A
  (C) 0.8A
  (D) 1.8A
  Ans:(A)
  提示:請參考電流表上之數值。
  答對回饋:不錯哦!T=5t 時,電容器為充滿電壓之開路狀態,
             因此無電流。
  答錯回饋:請仔細觀察電流表上之瞬間電流值,再試一次!
 5.承上題,電容電路於 T=0t 時,其狀態近似於?
  (A) 短路
  (B) 開路
  (C) 無功能
  (D) 一個 5V 電池
  Ans:(A)
  提示:請參考 T=0t 時之電流大小,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察 T=0t 時,電流表上之瞬間電流值,再試
             一次!
 6.承上題,電容電路於 T=5t 時,其狀態近似於?
  (A) 短路
  (B) 開路
  (C) 無功能
  (D) 一個 5V 電池
  Ans:(B)
  提示:請參考 T=5t 時之電流大小,並加以判斷。
  答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察 T=5t 時,電流表上之瞬間電流值,再試
             一次!
 7.請先將開關 S 轉為 OFF,示波器接於電感器兩端並且按下暫態

                      212
....................電感/電容電路的暫態

  記憶鈕(像機圖示),電流表接於 RL 位置處,最後再將開關 S 轉
  為 ON,請問 T=0t 時,電感的瞬間電壓為?
  (A) 0V
  (B) 12V
  (C) 36V
  (D) 72V
  Ans:(D)
  提示:請參考示波器上之數值。
  答對回饋:不錯哦!T=0t 時,電感器瞬間為開路狀態,請再接
              再勵。
  答錯回饋:請仔細觀察示波器上之瞬間電壓值,再試一次!
 8.承上題,電流表於 T=0t 時之瞬間電流為?
  (A) 0A
  (B) 2.7A
  (C) 0.48A
  (D) 3A
  Ans:(A)
  提示:請參考電流表上之初始數值。
  答對回饋:不錯哦!T=0t 時,電感器瞬間為開路狀態。
  答錯回饋:請仔細觀察電流表上之瞬間電流值,再試一次!
 9.承上題,當 T=5t 時,示波器所呈現之瞬間電感電壓為?
  (A) 0V
  (B) 12V
  (C) 36V
  (D) 72V
  Ans:(A)
  提示:請參考示波器上之數值。
  答對回饋:不錯哦!T=5t 時,電感器為無電壓之短路狀態。
  答錯回饋:請仔細觀察示波器上之瞬間電壓值,再試一次!


 10.承上題,電流表於 T=5t 時之瞬間電流為?
   (A) 0A

                    213
....................電感/電容電路的暫態

   (B) 2.7A
   (C) 0.48A
   (D) 3A
   Ans:(D)
   提示:請參考電流表上之數值。
   答對回饋:不錯哦!T=5t 時,電感器為無電壓之短路狀態,
               因此電流可以電壓除以電阻計算之。
   答錯回饋:請仔細觀察電流表上之瞬間電流值,再試一次!
 11.承上題,電感電路於 T=0t 時,其狀態近似於?
   (A) 短路
   (B) 開路
   (C) 無功能
   (D) 一個 10V 電池
   Ans:(B)
   提示:請參考 T=0t 時之電流大小,並加以判斷。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察 T=0t 時,電流表上之瞬間電流值,再
               試一次!
 12.承上題,電感電路於 T=5t 時,其狀態近似於?
   (A) 短路
   (B) 開路
   (C) 無功能
   (D) 一個 10V 電池
   Ans:(A)
   提示:請參考 T=5t 時之電流大小,並加以判斷。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察 T=5t 時,電流表上之瞬間電流值,再
               試一次!


 13.將示波器接於電感器 L 兩端並且按下暫態記憶鈕(像機圖示),
  電流表接於 RL 位置處,電壓表 1 接於 RL,電壓表 2 接於 Rc,

                      214
....................電感/電容電路的暫態

                 ,         ,
  最後再將開關 S 轉為 OFF 請問 T=0t 時 電感的瞬間電壓為?
   (A) 0V
   (B) 8V
   (C) 135V
   (D) 150V
   Ans:(D)
   提示:請參考示波器上之數值。
   答對回饋:不錯哦!T=0t 時,電感器將釋放儲能,因此將產
               生大電壓。
   答錯回饋:請仔細觀察示波器上之瞬間電壓值,再試一次!
 14.承上題,依據楞次定律,電感之瞬間電流為?
   (A) 0A
   (B) 2.7A
   (C) 0.48A
   (D) 3A
   Ans:(D)
   提示:請參考電流表上之數值。
   答對回饋:不錯哦!線圈所產生的感應電勢,若能構成迴路,
                       ,        ,
               則會產生感應電流 與原電流大小相同 方向相反。
   答錯回饋:請仔細觀察電流表上之瞬間電流值,再試一次!
 15.承上題,T=0t 時,Vab 及 Vde 的電壓為?
   (A) 120V,60V
   (B) 60V,120V
   (C) 30V,60V
   (D) 60V,30V
   Ans:(B)
   提示:請參考電壓表上之數值。
   答對回饋:不錯哦!電流乘電阻即電壓,請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電壓表上之瞬間電壓值,再試一次!
 16.承上題,電容器在穩態時(T>5t)為 30V,當開關 S 轉為 OFF 且
  T=0t 時,下列電壓值的關係何者正確?


                       215
....................電感/電容電路的暫態

   (A)V<sub>c</sub>=V<sub>Rc</sub>+V<sub>RL</sub>+V<sub
      >L</sub>
   (B)V<sub>c</sub>+V<sub>L</sub>=V<sub>Rc</sub>+V<sub>
      RL</sub>
   (C)V<sub>c</sub>+V<sub>L</sub>=V<sub>Rc</sub>
   (D)V<sub>c</sub>+V<sub>L</sub>=V<sub>RL</sub>
   Ans:(B)
   提示:請參考電壓表上之數值。
   答對回饋:不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請仔細觀察電壓表上之瞬間電壓值,再試一次!




                         216
........................交流電力傳輸


         單元 27:交流電力傳輸

一﹑教學目標:
(一)透過圖形化的引導,來瞭解電力傳輸的過程。
(二)透過互動及提示的方式來加深各階段電力傳輸的基本觀念。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬交流電力傳輸的情形。主要實驗活動有下列三項:
  1.電力來源的種類。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2 題"
  2.電力傳輸的各種階段。
  模擬實驗安排於"引導問題第 3.4.14.15 題"
  3.電力傳輸之基本觀念。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.10.11.12.13 題"




                    217
........................交流電力傳輸


  交流電力傳輸模擬實驗電路圖如圖 27 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




         返回圖示

         操作說明區            作答區




                圖 27 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.利用滑鼠指標指向發電廠﹑一次變電所﹑二次變電所﹑桿上變
  壓器﹑一般用戶﹑工廠及高樓用戶能顯示名稱。
 2.利用滑鼠指標指向傳輸線路,能顯示各輸電階層線路及傳送電
  壓大小。
 3.本單元共 15 題。

(二)引導問題:
 1.利用水的位能推動水輪機,再帶動發電機的是
  (A) 水力發電
  (B) 火力發電

                    218
........................交流電力傳輸

  (C) 核能發電
  (D) 太陽能發電
  Ans:(A)
  提示:水由高處向低處流動,帶動水輪機轉動發電。
  答對回饋:很好!水力發電是利用水的位能推動水輪機發電。
            請再接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 2.利用蒸氣的能量推動汽輪機和發電機的是
  (A) 水力發電
  (B) 火力發電
  (C) 核能發電
  (D) 太陽能發電
  Ans:(B)
  提示:由火燃燒鍋爐產生水蒸氣,帶動汽輪機轉動發電。
  答對回饋:不錯哦!火力發電是利用蒸氣的能量推動汽輪機發
            電。請再接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 3.自發電廠升壓變壓器到一次變電所為止的傳輸階段,稱為
  (A) 輸電階層
  (B) 二次輸電階層
  (C) 高壓配電階層
  (D) 低壓配電階層
  Ans:(A)
  提示:電壓在 161KV~345KV 之間,尚未進入配電階層。
  答對回饋:很好!發電廠到一次變電所之間為輸電階層。請再
            接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 4.由一次變電所出口到二次變電所為止的傳輸階段,稱為
  (A) 輸電階層

                     219
........................交流電力傳輸

  (B) 配電階層
  (C) 二次配電階層
  (D) 二次輸電階層
  Ans:(D)
  提示:電壓在 34.5KV~69KV 之間,仍未進入配電階層。
  答對回饋:不錯哦!一次變電所出口到二次變電所之間為二次
               輸電階層。請再接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 5.一般低壓(Low Voltage)是指多少伏特以下之電壓?
  (A) 1000 V
  (B) 750 V
  (C) 1500 V
  (D) 3000 V
  Ans:(B)
  提示:低壓是指 750V 以下之電壓。
  答對回饋:很好!傳輸電力系統中,低壓是指 750V 以下。請
               再接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 6.超過 750V,但未超過 15KV 之電壓是
  (A) 低壓(Low Voltage)
  (B) 高壓(High Voltage)
  (C) 特高壓(Special High Voltage)
  (D) 超高壓(Extra High Voltage)
  Ans:(B)
  提示:高壓是指電壓在 750V~15KV 之間。
  答對回饋:很好!電壓在 750V~15KV 之間稱為高壓。請再接
               再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 7.超過 15KV,但未超過 250KV 之電壓是
  (A) 低壓(Low Voltage)
                          220
........................交流電力傳輸

  (B) 高壓(High Voltage)
  (C) 特高壓(Special High Voltage)
  (D) 超高壓(Extra High Voltage)
  Ans:(C)
  提示:特高壓是指電壓在 15KV~250KV 之間。
  答對回饋:不錯哦!電壓在 15KV~250KV 稱為特高壓。請再
            接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 8.超高壓(Extra High Voltage)是指
  (A) 750V 以下
  (B) 750V~15KV
  (C) 15KV~250KV
  (D) 250KV~500KV
  Ans:(D)
  提示:超高壓是指電壓在 250KV~500KV 之間。
  答對回饋:很好!電壓在 250KV~500KV 之間稱為超高壓。請
            再接再勵!
  答錯回饋:請依提示,再試一次。

 9.在輸電階層的一次輸電線路中電壓為
  (A) 161KV~345KV
  (B) 34.5 KV~69KV
  (C) 3.3KV~11.4KV
  (D) 110V~220V
  Ans:(A)
  提示:一次輸電線路是指發電廠至一次變電所之間。
  答對回饋:很好!輸電階層的一次輸電線路電壓為 161KV~
            345KV。請再接再勵!
  答錯回饋:請將滑鼠移至發電廠至一次變電所之間,再試一次。

 10.在二次輸電階層的二次輸電線路電壓為

                          221
........................交流電力傳輸

   (A) 161KV~345KV
   (B) 34.5 KV~69KV
   (C) 3.3KV~11.4KV
   (D) 110V~220V
   Ans:(B)
   提示:次輸電線路是指一次變電所至二次變電所之間。
   答對回饋:不錯哦!二次輸電階層的二次輸電線路電壓為 34.5
             KV~69KV。請再接再勵!
   答錯回饋:請滑鼠移至一次變電所至二次變電所之間,再試一
             次。

 11.將 69KV 或 34.5KV 降壓為 11.4KV 或 3.3KV 的是
   (A) 發電廠
   (B) 一次變電所
   (C) 二次變電所
   (D) 桿上變壓器
   Ans:(C)
   提示:介於二次輸電階層和配電階層之間。
   答對回饋:很好!二次變電所能將 69KV 或 34.5KV 降壓為
             11.4KV 或 3.3KV。請再接再勵!
   答錯回饋:請將滑鼠指向二次輸電階層和配電階層之間,再試
             一次。

 12.將 161KV 或 345KV 降壓為 69KV 或 34.5KV 的是
   (A) 發電廠
   (B) 一次變電所
   (C) 二次變電所
   (D) 桿上變壓器
   Ans:(B)
   提示:介於一次輸電階層和二次輸電階層之間。
   答對回饋:很好!一次變電所能將 161KV 或 345KV 降壓為
             69KV 或 34.5KV。請再接再勵!
                       222
........................交流電力傳輸


   答錯回饋:請將滑鼠指向一次輸電階層和二次輸電階層之間,
               再試一次。

 13.一般家庭用戶採用的電壓為
   (A) 161KV~345KV
   (B) 34.5KV~69KV
   (C) 3.3KV~11.4KV
   (D) 110V~220V
   Ans:(D)
   提示:低壓是指電壓在 750V 以下。
   答對回饋:不錯哦!一般家庭用戶採用 110V~220V 之間。請
               再接再勵!
   答錯回饋:一般家庭用戶採用低壓,請再試一次。

 14.(1)二次變電所(2)一次變電所(3)發電廠(4)桿上變壓器,下列何
  者為正確的交流電力傳輸過程?
   (A) (1)(2)(3)(4)
   (B) (3)(2)(1)(4)
   (C) (3)(4)(2)(1)
   (D) (2)(1)(3)(4)
   Ans:(B)
   提示:依輸電階層﹑二次輸電階層﹑配電階層﹑低壓配電階層
          順序。
   答對回饋:很好!交流電力傳輸過程為發電廠﹑一次變電所﹑
               二次變電所﹑桿上變壓器。請再接再勵!
   答錯回饋:請依提示,再試一次。

 15.(1)一次輸電線路(2)低壓配電線路(3)二次輸電階層,由發電廠
  傳輸電力到低壓用戶所經之輸配電線路順序為?
   (A) (1)(2)(3)
   (B) (1)(3)(2)
   (C) (3)(1)(2)

                       223
........................交流電力傳輸

   (D) (2)(1)(3)
   Ans:(B)
   提示:依發電廠﹑一次變電所﹑二次變電所到桿上變壓器的傳
          輸線路順序。
   答對回饋:很好!由發電廠經一次輸電線路到一次變電所,再
               經二次輸電線路到二次變電所,再由低壓配電線路
               到傳輸電力到低壓用戶。請再接再勵!
   答錯回饋:請依提示,再試一次。




                     224
.........................交流電特性


          單元 28:交流電特性

一﹑教學目標:
(一)透過觀察示波器的方式,來瞭解交流電的特性。
(二)透過調整輸入交流訊號的方式,來瞭解各項屬性之間的變化關
  係。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬交流電之特性。主要實驗活動有下列四項:
  1.透過調整輸入訊號頻率的方式,來瞭解交流電中頻率與單位時
  間內波形變化次數的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.透過調整輸入訊號頻率的方式,來瞭解交流電中頻率與波長之
  間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
  3.透過調整輸入訊號角度的方式,來瞭解交流電中弳度與偏移角
  度之間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"
  4.透過調整輸入訊號角速度的方式,來瞭解交流電中頻率與角速
  度之間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16 題"




                  225
.........................交流電特性


  交流電特性之轉換模擬實驗電路圖如圖 28 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




            返回圖示

            操作說明區            作答區



                   圖 28 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.依題目指定調整 f﹑Vp﹑θ﹑ω之值,向右增加,向左減少。
 2.θ與ω可做角度與弳度之轉換。
 3.觀察交流波形的Vp-p﹑T 與λ值的變化。
 4.本單元共 16 題。

(二)引導問題:
 1.調整波形的頻率 f=3Hz,則波形每秒所重覆變化的次數為
  (A) 1 次
  (B) 2 次
  (C) 3 次
  (D) 4 次
                       226
.........................交流電特性

  Ans:(C)
  提示:請依題目調整頻率 f,並觀察波形後作答。
  答對回饋:很好,波形每秒重覆變化的次數即為頻率。
  答錯回饋:請依提示再試一次。

 2.承上題,若調整波形的頻率 f=8Hz,則波形每秒所重覆變化的
  次數為
  (A) 5 次
  (B) 6 次
  (C) 7 次
  (D) 8 次
  Ans:(D)
  提示:請依題目調整頻率 f,並觀察波形後作答。
  答對回饋:波形每秒重覆變化的次數即為頻率。不錯哦!請再
              接再勵。
  答錯回饋:請依提示再試一次。

 3.承上題,欲使波形每秒重覆變化 10 次,則頻率應選擇為
  (A) 10Hz
  (B) 5Hz
  (C) 3Hz
  (D) 1Hz
  Ans:(A)
  提示:請調整頻率,並觀察波形後作答。
  答對回饋:波形每秒重覆變化的次數即為頻率。不錯哦!請再
              接再勵。
  答錯回饋:請重新調整頻率,再試一次。

 4.承上題,若頻率 f=10Hz,則週期 T 為
  (A) 1 s
  (B) 0.5 s
  (C) 0.2 s
  (D) 0.1 s

                     227
.........................交流電特性

  Ans:(D)
  提示:請調整頻率 f,觀察週期 T 的變化。
  答對回饋:很好!週期 T 與頻率 f 互為倒數。請再接再勵。
  答錯回饋:請觀察週期 T 與 f 之間的變化關係,再試一次。

 5.若調整頻率 f=5Hz,則波形重覆變化一次所需時間為
  (A) 1 s
  (B) 0.5 s
  (C) 0.2 s
  (D) 0.1 s
  Ans:(C)
  提示:請調整頻率 f,觀察週期 T 的變化。
  答對回饋:T=1/f,週期與頻率互為倒數。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請觀察週期 T 與 f 之間的變化關係,再試一次。

 6.若波形重覆變化一次所需時間為 0.5 秒,則週期 T 應為
  (A) 2 s
  (B) 1 s
  (C) 0.5 s
  (D) 0.2 s
  Ans:(C)
  提示:觀察波形變化一次所需時間與週期之間的關係。
  答對回饋: T=1/f,波形每次變化所需時間即為週期。不錯哦!
              請再接再勵。
  答錯回饋:請依提示再試一次。

 7.調整頻率,當 f=1Hz 時,波長λ為
  (A) 3×108 m
  (B) 3×107 m
  (C) 2.5×107 m
  (D) 1.5×107 m
  Ans:(A)
  提示:λ= c / f,c=3×100,000,000 m/s。
  答對回饋:很好!λ= c / f,請再接再勵。
                       228
.........................交流電特性

  答錯回饋:請調整頻率 f,並觀察波長λ的變化,再試一次。

 8.承上題,當 f=2Hz 時,波長λ為?
  (A) 3×108 m
  (B) 3×107 m
  (C) 1.5×107 m
  (D) 1.5×108 m
  Ans:(D)
  提示:λ= c / f,c=3×100,000,000 m/s。
  答對回饋:λ= c / f。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請觀察波長與頻率之間的關係,再試一次。

 9.欲使λ為 7.5×107 m,則 f 應調整為?
  (A) 1 Hz
  (B) 2 Hz
  (C) 4 Hz
  (D) 5 Hz
  Ans:(C)
  提示: f= c×λ,c=3×100,000,000 m/s。
  答對回饋: f= c×λ。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請觀察波長與頻率之間的關係,再試一次。

 10.若調整偏移角度θ=30o,則弳度為?
   (A) 2π rad
   (B) π rad
   (C) π/3 rad
   (D) π/6 rad
   Ans:(D)
   提示:π=180 度。
   答對回饋:π=180 度,θ=π/6=30 度。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請觀察角度與弳度的變化關係,再試一次。

 11.若調整偏移角度θ=90o,則弳度為?
   (A) π rad

                      229
.........................交流電特性

   (B) π/2 rad
   (C) π/3 rad
   (D) π/4 rad
   Ans:(B)
   提示:π=180 度
   答對回饋:π=180 度,θ=π/2=90 度。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請觀察角度與弳度的變化關係,再試一次。

 12.欲使弳度為π/3 rad,則θ為
   (A) 60o
   (B) 45o
   (C) 30o
   (D) 15o
   Ans:(A)
   提示:π=180 度。
   答對回饋:π=180 度,θ=π/3=60 度。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請觀察角度與弳度的變化關係,再試一次。

 13.若頻率 f=1Hz,角速度ω為
   (A) π rad /s
   (B) 2π rad /s
   (C) 3π rad /s
   (D) 4π rad /s
   Ans:(B)
   提示:ω=2πf。
   答對回饋:很好!ω=2πf,請再接再勵。
   答錯回饋:請觀察角速度與頻率的變化關係,再試一次。

 14.若頻率 f=8Hz,角速度ω為
   (A) 16π rad /s
   (B) 8π rad /s
   (C) π/4 rad /s
   (D) π/8 rad /s
   Ans:(A)

                    230
.........................交流電特性

   提示:ω=2πf。
   答對回饋:ω=2πf。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請觀察角速度與頻率的變化關係,再試一次。

 15.若欲使ω=6π rad /s,則 f 應為
   (A) 12 Hz
   (B) 6 Hz
   (C) 3 Hz
   (D) 1 Hz
   Ans:(C)
   提示: f =ω/ 2π。
   答對回饋: f =ω/ 2π。不錯哦!請再接再勵。
   答錯回饋:請觀察角速度與頻率的變化關係,再試一次。

 16.由以上可知,若 f 愈大,則ω
   (A) 愈大
   (B) 愈小
   (C) 不變
   (D) 忽大忽小
   Ans:(A)
   提示:ω=2πf。
   答對回饋:ω=2πf,若 f 愈大,則ω愈大。不錯哦!
   答錯回饋:請觀察角速度與頻率的變化關係,再試一次。




                     231
.........................交流電特性




        Note




              232
         單元 29:交流波形的表示

一﹑教學目標:
(一)透過觀察示波器的方式,來瞭解交流波形的表示。
(二)透過調整輸入各項交流特性及訊號的方式,來瞭解交流波形的
  變化情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬交流電波形之表示。主要實驗活動有下列三項:
  1.透過調整輸入訊號的方式,來瞭解最大值﹑峰值及峰對峰值之
   間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.題"
  2.透過調整輸入訊號的方式,來瞭解頻率﹑週期﹑角速度之間的
   關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 6.7.8.9.10.11.12.題"
  3.頻率﹑峰值(Vp)及電壓瞬時值 v(t)之表示式之間的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17.題"




                   233
 交流波形的表示模擬實驗電路圖如圖 29 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




            返回圖示

            操作說明區            作答區



                   圖 29 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:
 1.依題目指定調整 Vp 與 f 值,向右增加,向左減少,並觀察 v(t)
  的變化。
 2.觀察 f 與 T﹑ω之間的變化關係。
 3.觀察 Vp 與 Vp-p 之間的變化關係。
 4.本單元共 17 題。

(二)引導問題:
 1.將正弦波 Vp 調整為 10V,則最大值為
  (A) 1 V
  (B) 2 V
  (C) 5 V

                       234
 (D) 10 V
 Ans:(D)
 提示:Vp 即為最大值。
 答對回饋:很好!最大值即為 Vp,請再接再勵。
 答錯回饋:請觀察波形的最大值與 Vp 之間的關係,再試一次。

2.承上題,將 Vp 調整為 5V,則最大值為
 (A) 1 V
 (B) 2 V
 (C) 5 V
 (D) 10 V
 Ans:(C)
 提示: Vp 即為最大值。
 答對回饋:最大值即為 Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請觀察波形的最大值與 Vp 之間的關係,再試一次。

3.調整 Vp=2V,則峰對峰值 Vp-p 為
 (A) 1 V
 (B) 2 V
 (C) 3 V
 (D) 4 V
 Ans:(D)
 提示:Vp-p=2Vp。
 答對回饋:很好!Vp-p=2Vp,請再接再勵。
 答錯回饋:請觀察 Vp 與 Vp-p 之間的變化關係,再試一次。

4.承上題,調整 Vp=3V,則峰對峰值 Vp-p 為
 (A) 2 V
 (B) 4 V
 (C) 6 V
 (D) 8 V
 Ans:(C)
 提示: Vp-p=2Vp。
 答對回饋:Vp-p=2Vp。不錯哦!請再接再勵。

                  235
 答錯回饋:請觀察 Vp 與 Vp-p 之間的變化關係,再試一次。

5.承上題,欲使 Vp-p=18V,則應調整 Vp 為
 (A) 18 V
 (B) 12 V
 (C) 9 V
 (D) 6 V
 Ans:(C)
 提示: Vp =Vp-p / 2。
 答對回饋:Vp =Vp-p / 2。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請觀察 Vp 與 Vp-p 之間的變化關係,再試一次。

6.若調整週期 T=0.2 s,則頻率 f 為
 (A) 1 Hz
 (B) 2 Hz
 (C) 5 Hz
 (D) 10 Hz
 Ans:(C)
 提示:f=1/T,頻率與週期互為倒數。
 答對回饋:很好!f=1/T,請再接再勵。
 答錯回饋:調整週期 T,觀察 f 與 T 之間的變化關係,請再試
             一次。

7.承上題,若調整週期 T=0.5 s,則頻率 f 為
 (A) 1 Hz
 (B) 2 Hz
 (C) 3 Hz
 (D) 4 Hz
 Ans:(B)
 提示: f=1/T,頻率與週期互為倒數。
 答對回饋: f=1/T。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:調整週期 T,觀察 f 與 T 之間的變化關係,請再試
             一次。


                     236
8.以上可知,若調整週期 T 愈長,則頻率 f 變化
 (A) 愈快
 (B) 愈慢
 (C) 不變
 (D) 忽快忽慢
 Ans:(B)
 提示: f=1/T,頻率與週期互為倒數。
 答對回饋:f=1/T,週期愈長,頻率愈慢。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:調整週期 T,觀察 f 與 T 之間的變化關係,請再試
             一次。

9.若調整 f=6Hz,則角速度ω為
 (A) 3π rad/s
 (B) 6π rad/s
 (C) 9π rad/s
 (D) 12π rad/s
 Ans:(D)
 提示:ω=2πf。
 答對回饋:很好!ω=2πf,請再接再勵。
 答錯回饋:調整頻率 f 並觀察角速度ω的變化,請再試一次。

10.若調整 f=2Hz,則角速度ω為
  (A) π rad/s
  (B) 2π rad/s
  (C) 3π rad/s
  (D) 4π rad/s
  Ans:(D)
  提示:ω=2πf。
  答對回饋:ω=2πf。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:調整頻率 f 並觀察角速度ω的變化,請再試一次。

11.由以上可知,若 f 愈小,則ω
  (A) 愈大,與 f 成反比

                   237
  (B) 愈小,與 f 成正比
  (C) 保持不變,與 f 無關
  (D) 忽大忽小
  Ans:(B)
  提示:ω=2πf。
  答對回饋:ω=2πf,ω與 f 成正比。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請觀察 f 與ω之間的變化關係,再試一次。

12.調整 f 值,若欲使電壓瞬時值 v(t)=Vpsin(20πt),則 f 為
  (A) 1 Hz
  (B) 2 Hz
  (C) 5 Hz
  (D) 10 Hz
  Ans:(D)
  提示: v(t)=Vpsin(ωt)= Vpsin(2πft)。
  答對回饋:v(t)=Vpsin(2π×10t)= Vpsin(20πt)。不錯哦!請再
              接再勵。
  答錯回饋:ω=2πf,請依提示再試一次。

13.承上題,調整 f 值,若欲使電壓瞬時值 v(t)=Vpsin(16πt),則 f
  為
  (A) 10 Hz
  (B) 8 Hz
  (C) 6 Hz
  (D) 1 Hz
  Ans:(B)
  提示: v(t)=Vpsin(ωt)= Vpsin(2πft)。
  答對回饋:v(t)=Vpsin(2π×8t)= Vpsin(16πt)。不錯哦!請再接
              再勵。
  答錯回饋:ω=2πf,請依提示再試一次。

14.承上題,調整 Vp 值,若欲使電壓瞬時值 v(t)=8sin(16πt),則
  Vp 為

                       238
 (A) 2 V
 (B) 4 V
 (C) 6 V
 (D) 8 V
 Ans:(D)
 提示:v(t)=Vpsin(2πf t)。
                                     ,請再接再勵。
 答對回饋:很好!v(t)=Vpsin(2πf t)= 8sin(16πt)
 答錯回饋:觀察 Vp 與 v(t)之間的變化關係,請再試一次。

15.承上題,調整 Vp 值,若欲使電壓瞬時值 v(t)=2sin(16πt),則
 Vp 為
 (A) 1 V
 (B) 2 V
 (C) 3 V
 (D) 4 V
 Ans:(B)
 提示: v(t)=Vpsin(2πf t)。
 答對回饋:v(t)=Vpsin(2πf t)= 2sin(16πt)。不錯哦!請再接再
             勵。
 答錯回饋:觀察 Vp 與 v(t)之間的變化關係,請再試一次。

16.由以上可知,若 Vp=6V,f=6Hz,則電壓瞬時值 v(t)為
 (A) 6sin(6πt )
 (B) 12sin(6πt )
 (C) 6sin(12πt )
 (D) 12sin(12πt )
 Ans:(C)
 提示:v(t)=Vpsin(2πf t)。
 答對回饋:v(t)=Vpsin(2πf t)= 6sin(12πt )。不錯哦!請再接再
             勵。
 答錯回饋:觀察 Vp﹑f 與 v(t)之間的變化關係,請依提示再試
             一次。

17.綜合以上練習,若欲使電壓瞬時值 v(t)=5sin(8πt),則以下敘
                     239
述何者正確?
(A) Vp=10V,f=4Hz
(B) Vp=5V,f=8Hz
(C) Vp=5V,f=4Hz
(D) Vp=10V,f=8Hz
Ans:(C)
提示:v(t)=Vpsin(2πf t)。
答對回饋:Vp=5V,f=4Hz,則 v(t)= 5sin(8πt )。不錯哦!
答錯回饋:請依提示再試一次。




                    240
       單元 30:有效值與平均值

一﹑教學目標:
(一)透過半波整流及全波整流電路的轉換,來了瞭解兩個電路之間
  電壓有效值及平鈞值的差異性。
(二)透過實際的觀察,來瞭解峰值轉換成有效值及平均值之情形。


二﹑教學時數:二小時。


三﹑實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬半波整流與全波整流電路轉換成有效值及平均值的情形。主
要實驗活動有下列五項:
  1.透過全波整流電路及調整峰值的方式,來瞭解交流電之有效值
  與峰值的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.題"
  2.透過半波整流電路及調整峰值的方式,來瞭解交流電之有效值
  與峰值的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 6.7.8.題"
  3.比較半波整流電路及全波整流電路之有效值﹑平均值之間的關
  係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 9.10.17.18.19 題"
  4.透過半波整流電路及調整峰值的方式,來瞭解交流電之平均值
  與峰值的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 11.12.13.14.題"
  5.透過全波整流電路及調整峰值的方式,來瞭解交流電之平均值
  與峰值的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 15.16.題"


                  241
 有效值與平均值模擬實驗電路圖如圖 30 所示:



                                 單元名稱
                                 及說明




                                  操作區




        返回圖示

        操作說明區             作答區




                圖 30 模擬實驗電路圖


四﹑主要功能及操作說明
(一)操作說明:


 1.按下   和       按鈕可切換半波整流電路和全波整流電路。
 2.按二極體電路,可變換二極體方向。
 3.按下訊號產生器開關,並依題目指示調整 Vp 值。
 4.拖曳直流電壓表 DCV 與交流電壓表 ACV,可分別測量電路之
  平均值 Vav 與有效值 Vrms。
 5.按下示波器開關,可觀察輸出波形。
 6.按下放大鏡按鈕,可放大波形。
 7.本單元共 19 題。




                    242
(二)引導問題:
           ,          ,
 1.接上全波整流電路 調整峰值 Vp=5V 以交流 AC 電表測量 Vrms
  為
  (A) 3.18 V
  (B) 3.535 V
  (C) 5 V
  (D) 7.07 V
  Ans:(B)
  提示:以 AC 電表直接量測 Vrms 值。
  答對回饋:很好!全波整流 Vrms=0.707×Vp。請再接再勵!
  答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vrms 值,再試一次。

 2.承上題,調整 Vp=10V,測量 Vrms =
  (A) 6.36 V
  (B) 7.07 V
  (C) 10 V
  (D) 20 V
  Ans:(B)
  提示:以 AC 電表直接量測 Vrms 值。
  答對回饋:全波整流 Vrms=0.707×Vp。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vrms 值,再試一次。

 3.承上題,若 Vp=18V,則 Vrms=
  (A) 5.724 V
  (B) 9 V
  (C) 11.448 V
  (D) 12.726 V
  Ans:(D)
  提示:以 AC 電表直接量測 Vrms 值。
  答對回饋:全波整流 Vrms=0.707×Vp。不錯哦!請再接再勵。
  答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vrms 值,再試一次。



                    243
4.由以上可知,Vp 愈大,則 Vrms
 (A) 愈小
 (B) 愈大
 (C) 不變
 (D) 忽大忽小
 Ans:(B)
 提示:以 AC 電表直接量測 Vrms 值。
 答對回饋:全波整流 Vrms=0.707×Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vrms 值,再試一次。

5.若欲使 Vrms=1.414V,則 Vp 應為
 (A) 2 V
 (B) 4 V
 (C) 6 V
 (D) 8 V
 Ans:(A)
 提示:請調整Vp 值,使 Vrms=1.414V。
 答對回饋:Vp=1.414×Vrms。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依提示再試一次。

6.將電路換成半波整流,Vp 調整為 5V,則測量 Vrms =
 (A) 2.5 V
 (B) 3.18 V
 (C) 3.535 V
 (D) 7.07 V
 Ans:(A)
 提示:以 AC 電表直接量測 Vrms 值。
 答對回饋:半波整流 Vrms=0.5×Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vrms 值,再試一次。

7.承上題,Vp=15V 時,測量半波整流的 Vrms =
 (A) 4.77 V
 (B) 7.5 V

                    244
 (C) 9.54 V
 (D) 10.605 V
 Ans:(B)
 提示:以 AC 電表直接量測 Vrms 值。
 答對回饋:半波整流 Vrms=0.5×Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vrms 值,再試一次。

8.欲使半波整流的 Vrms =2V,則 Vp 應為
 (A) 2 V
 (B) 4 V
 (C) 6 V
 (D) 8 V
 Ans:(B)
 提示:請調整Vp 值,使 Vrms=2V。
 答對回饋:半波整流 Vp=2×Vrms。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依提示再試一次。

            ,
9.若 Vp=10V 時 測量半波整流與全波整流的 Vrms 值各為多少?
 (A) 5V,10V
 (B) 6.36V,7.07V
 (C) 5V,7.07V
 (D) 3.18V,6.36V
 Ans:(C)
 提示:以 AC 電表分別測量半波整流與全波整流的 Vrms 值。
 答對回饋:半波整流 Vrms=0.5×Vp,全波整流 Vrms=0.707×Vp。
           不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請分別量測半波整流和全波整流的 Vrms 值,再試
            一次。

10.Vp=2V 時,測量並比較全波整流與半波整流的 Vrms 值
 (A) 全波整流為半波整流的 1.414 倍
 (B) 全波整流為半波整流的 0.707 倍
 (C) 兩者相同

                   245
 (D) 兩者互為倒數
 Ans:(A)
 提示:以 AC 電表分別測量半波整流與全波整流的 Vrms 值。
     :                ,
 答對回饋 半波整流 Vrms=0.5×Vp 全波整流 Vrms=0.707×Vp。
              不錯哦!請再接再勵。
                           ,
 答錯回饋:分別量測半波整流和全波整流的 Vrms 值 再試一次。

11.接上半波整流電路,若 Vp=5V,以直流 DC 電表測量 Vav 為
 (A) 1.59 V
 (B) 3.18 V
 (C) 3.535 V
 (D) 7.07 V
 Ans:(A)
 提示:以 DC 電表直接量測 Vav 值。
 答對回饋:很好!半波整流 Vav=0.318×Vp。請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vav 值,再試一次。

12.承上題,調整 Vp=10V,測量 Vav =
 (A) 7.07 V
 (B) 6.36 V
 (C) 5 V
 (D) 3.18 V
 Ans:(D)
 提示:以 DC 電表直接量測 Vav 值。
 答對回饋:半波整流 Vav=0.318×Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vav 值,再試一次。

13.承上題,Vp=18V 時,Vav =?
 (A) 12.726 V
 (B) 11.448 V
 (C) 9 V
 (D) 5.724 V
 Ans:(D)
 提示:以 DC 電表直接量測 Vav 值。
                    246
 答對回饋:半波整流 Vav=0.318×Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vav 值,再試一次。

14.若欲使半波整流 Vav =1.908 V,應選擇 Vp 為
 (A) 2 V
 (B) 4 V
 (C) 6 V
 (D) 8 V
 Ans:(C)
 提示:請調整Vp 值,使 Vav=1.908V。
 答對回饋:半波整流 Vp=3.14×Vav。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依提示再試一次。

15.將電路換成全波整流電路,將 Vp 調整為 5V 時,測量 Vav =
 (A) 1.59 V
 (B) 3.18 V
 (C) 3.535 V
 (D) 7.07 V
 Ans:(B)
 提示:以 DC 電表直接量測 Vav 值。
 答對回饋:很好!全波整流 Vav=0.636×Vp。請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vav 值,再試一次。

16.承上題,Vp=15V,Vav =?
 (A) 4.77 V
 (B) 7.5 V
 (C) 9.54 V
 (D) 10.605 V
 Ans:(C)
 提示:以 DC 電表直接量測 Vav 值。
 答對回饋:全波整流 Vav=0.636×Vp。不錯哦!請再接再勵。
 答錯回饋:請依題目調整 Vp 值,以電表量測 Vav 值,再試一次。

17.若 Vp=10V,測量半波整流與全波整流的 Vav 值各為多少?

                   247
 (A) 3.18V,6.36V
 (B) 5V,7.07V
 (C) 3.18V,5V
 (D) 5V,7.07V
 Ans:(A)
 提示:以 DC 電表分別測量半波整流與全波整流的 Vav 值。
 答對回饋:半波整流 Vav=0.318×Vp,全波整流 Vav=0.636×Vp。
          不錯哦!請再接再勵。
     :                    ,
 答錯回饋 分別測量半波整流與全波整流的 Vav 值 再試一次。

18.綜合以上所述,下列何者不正確?
 (A) 半波整流 Vrms=0.5×Vp
 (B) 半波整流 Vav=0.318×Vp
 (C) 全波整流 Vrms=0.707×Vp
 (D) 全波整流 Vav=1.414×Vp
 Ans:(D)
 提示:以 DC 和 AC 電表分別測量半波整流與全波整流的 Vav
      和 Vrms 值。
 答對回饋:半波 Vav=0.318Vp,Vrms=0.5Vp,全波
          Vav=0.636Vp,Vrms=0.707Vp。請再接再勵。
 答錯回饋:請依提示再試一次。

19.綜合以上所述,下列何者正確?
 (A) 全波整流 Vav=0.636×Vp
 (B) 全波整流 Vrms=0.5×Vp
 (C) 半波整流 Vav=0.5×Vp
 (D) 半波整流 Vrms=0.318×Vp
 Ans:(A)
 提示:以 DC 電表分別測量半波整流與全波整流的 Vav 值。
 答對回饋:全波 Vav=0.636Vp,Vrms=0.707Vp,半波
          Vav=0.318Vp,Vrms=0.5Vp。請再接再勵。
 答錯回饋:請依提示再試一次。



                    248
             單元 31:相角

一、教學目標:
(一)透過導體 A B 相互之間相對位置及相位的關係,能瞭解波形的
  變化,相互之間的關係。
(二)透過改變波形的峰對峰值(Vp-p)、週期(T)及頻率(f)能從變化
  的波形上瞭解其意義。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬各種波形種類的變換。主要實驗活動有下列四項:
 1.在直接觀察的情形下,瞭解週期與頻率相互為倒數的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
 2.在直接觀察的情形下,瞭解頻率的定義為每秒幾個週期。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.題"
 3.在直接觀察的情形下,瞭解相角α的改變與波形的變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 9.10.題"
 4.在直接觀察的情形下,瞭解峰值 Vp 與峰對峰值 Vp-p 的關係及
  波形上的改變。
  模擬實驗安排於"引導問題第 11.12.13.14.題"




                   249
 相角模擬實驗電路圖如圖 31 所示:




                                單元名稱
                                及說明




                                   操作區




         返回圖示
                        作答區
         操作說明區


            圖 31 模擬實驗電路圖


四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元將視示波器上雙軌的波形實際轉換成圓周上的兩個運
  動物體。
 2.這兩物體可以是電流也可以是電壓,主要探討的是這兩物體間
  的相角差。
 3.調整α值 的大小,就可以觀察到這兩物體間的相角差。
 4.調整 T〈週期〉值或 f〈頻率〉值,就可以改變示波器上波形的
  數量。
 5.T〈週期〉值與 f〈頻率〉互為倒數,調整 T〈週期〉值就可以
  觀察 f〈頻率〉值的改變。
 6.Vp-p 表示是波器上的峰對峰值電壓, 調整 Vp-p 就可以觀察到

                 250
  波形大小的變換。
 7.本單元共有 14 題練習題。

(二)引導問題:

 1.當頻率 f=1 時,週期 T=?
  (A) 1s
  (B) 0.5S
  (C) 0.25s
  (D) 0.1s
  Ans: (A)
  提示:週期的倒數就是頻率。
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:把1除上 f 就好了。


 2.當頻率 f=2 時,T=?
  (A) 1s
  (B) 0.5S
  (C) 0.25s
  (D) 0.1s
  Ans: (B)
  提示:週期的倒數就是頻率!
  答對回饋:很好!你已經有了頻率與週期的觀念,真厲害!
  答錯回饋:把1除上 f 就好了!


 3.當頻率 f=3 時,T=?
  (A) 1s
  (B) 0.5S
  (C) 0.33s
  (D) 0.1s
  Ans: (C)
  提示:週期的倒數就是頻率
  答對回饋:答對了!真棒!

                      251
 答錯回饋:把1除上 f 就好了。

4.當頻率 f=4 時,T=?
 (A) 1s
 (B) 0.5S
 (C) 0.25s
 (D) 0.1s
 Ans: (C)
 提示:週期的倒數就是頻率!
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:把1除上 f 就好了!

5.當頻率 f=1 時,示波器上有幾個正弦波?
 (A) 1 個正弦波
 (B) 2 個正弦波
 (C) 4 個正弦波
 (D) 10 個正弦波
 Ans:(A)
 提示:算一算示波器上有幾個 S 型圖(正弦波)!
 答對回饋:答對了!太棒了。
 答錯回饋:想想頻率的定義為何!

6.當頻率 f=2 時,示波器上有幾個正弦波?
 (A) 1 個正弦波
 (B) 2 個正弦波
 (C) 4 個正弦波
 (D) 10 個正弦波
 Ans:(B)
 提示:算一算示波器上有幾個 S 型圖(正弦波)!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:想想頻率的定義為何!



                  252
7.當頻率 f=4 時,示波器上有幾個正弦波?
 (A) 1 個正弦波
 (B) 2 個正弦波
 (C) 4 個正弦波
 (D) 10 個正弦波
 Ans:(C)
 提示:算一算示波器上有幾個 S 型圖(正弦波)!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:想想頻率的定義為何!

8.當頻率 f=10 時,示波器上有幾個正弦波?
 (A) 1 個正弦波
 (B) 2 個正弦波
 (C) 4 個正弦波
 (D) 10 個正弦波
 Ans:(D)
 提示:算一算示波器上有幾個 S 型圖(正弦波)!
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:想想頻率的定義為何!

9. A 與 B 二者波形重疊時,α=?
 (A) 0 度
 (B) 90 度
 (C) 120 度
 (D) 180 度
 Ans:(A )
 提示:按一按α鍵看有何改變!
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:再按按看!

10. A 與 B 二者波形對稱時,α=?
  (A) 0 度

                  253
  (B) 90 度
  (C) 120 度
  (D) 180 度
  Ans:(D)
  提示:按一按α鍵看有何改變!
  答對回饋:請再接再勵!
  答錯回饋:再按按看!


11. Vp-p=10V 時,在示波器上的 Vp= ?
  (A) ±5V
  (B) ±3V
  (C) ±2V
  (D) ±1V
  Ans:(A)
  提示:Vp-p=2倍的 Vp!
  答對回饋:答對了!很好,不賴哦
  答錯回饋:把 Vp-p 除以2


12. Vp-p=6 時,在示波器上的 Vp= ?
  (A) ±5V
  (B) ±3V
  (C) ±2V
  (D) ±1V
  Ans:(B)
  提示:Vp-p=2倍的 Vp!
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:把 Vp-p 除以2


13. Vp-p=4V 時,在示波器上的 Vp=?
  (A) ±5V
  (B) ±3V

                   254
  (C) ±2V
  (D) ±1V
  Ans:(C)
  提示:Vp-p=2倍的 Vp!
  答對回饋:很好!你作的不錯!
  答錯回饋:把 Vp-p 除以2


14. Vp-p=2V 時,在示波器上的 Vp=?
  (A) ±5V
  (B) ±3V
  (C) ±2V
  (D) ±1V
  Ans:(D)
  提示:Vp-p=2倍的 Vp!
  答對回饋:很好!你完成本單元了!
  答錯回饋:把 Vp-p 除以2




                   255
256
              單元 32:波形

一、教學目標:
(一)透過各種波形種類的變換,能瞭解各種波形的電壓大小(峰對
  峰值 Vp-p)、週期(T)及頻率(f)相互之間的關係。
(二)透過實際的例子,能瞭解各種波形的最大值(峰值 Vp)、有效
  值(Vrms)、平均值(Vav) 等數值之計算及波峰因數(CF)與波形因
  數(FF)相互之間的關係。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬各種波形種類的變換。主要實驗活動有下列四項:
 1.在直接觀察的情形下,計算各種波形的波峰因數 C.F.的大小。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
 2.直接觀察的情形下,計算各種波形的波形因數 F.F.的大小。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
 3.在直接觀察的情形下,計算各種波形的有效值 Vrms 的大小。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.15.17.19.21.23 題"
 4.在直接觀察的情形下,計算各種波形的平均值 Vav 的大小。
  模擬實驗安排於"引導問題第 14.16.18.20.22.24 題"




                    257
 波形的模擬實驗電路圖如圖 32 所示:



                                     單元名稱
                                     及說明

                                      操作區




        返回圖示              作答區

        操作說明區

              圖 32 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的內容是波形特性的教學。
 2.波形包含正弦波、方波、三角波、鋸齒波、脈波、直流加交流
  波(AC+DC),並加入全波及半整流的特性。
 3.在本電路中,學習者可以調整峰值電壓(Vp)、頻率(f)、週期(T)、
  工作週期(T1)。
 4.在本電路中,峰值電壓(Vp)設定範圍是 1~20V、頻率(f)設定範
  圍是 1~10 赫茲、週期(T)設定範圍是 0.1~1 秒、工作週期(T1)
  設定範圍是 0.005~0.095 秒。
 5.學習者在調整峰值電壓(Vp)、頻率(f)、週期(T)、工作週期(T1)
  值 時,請留意觀察有效值(Vrms)、平均值(Vav)波峰因數(CF)

                    258
 波形因數(FF)值的改變。
6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
 題,以加深學習者對本單元的認知。
7.本單元共有 24 題練習題。

(二)引導問題:

1.不論電壓如何變化,正弦波 CF 值為多少?
 (A) 1.414
 (B) 1
 (C) 1.733
 (D) 0
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 CF 值。


2.不論電壓如何變化,方波 CF 值為多少?
 (A) 1.414
 (B) 1.733
 (C) 0
 (D) 1
 Ans:  (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:很好!真厲害!
 答錯回饋:觀察示波器上的 CF 值。


3.不論電壓如何變化,在全波整流時,三角波 CF 值為多少?
 (A) 1.414
 (B) 1.733
 (C) 0
 (D) 1
 Ans:  (C)

                   259
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:觀察示波器上的 CF 值。


4.不論電壓如何變化,在全波整流時,鋸齒波 CF 值為多少?
 (A) 1.414
 (B) 1.733
 (C)0
 (D)1
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:觀察示波器上的 CF 值!


5.不論電壓如何變化,,在全波整流時,脈波 CF 值均為多少?
 (A) 1.414
 (B) 1.733
 (C)0
 (D)1
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!太棒了。
 答錯回饋:觀察示波器上的 CF 值!


6.若電壓變大,AC+DC 波 CF 值會隨著?
 (A) 變大
 (B) 變小
 (C) 不變
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
                 260
答錯回饋:觀察示波器上的 CF 值!


7.不論電壓如何變化,在全波整流時,正弦波 FF 值為多少?
(A) 1.11
(B) 1
(C) 1.15
(D) 0
Ans:  (A)
提示:請確實照著題意操作!
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:觀察示波器上的 FF 值!


8.不論電壓如何變化,在全波整流時,方波 FF 值為多少?
(A) 1.11
(B) 1
(C) 1.15
(D) 0
Ans:  (B)
提示:請確實照著題意操作!
答對回饋:答對了!有實力喔!
答錯回饋:觀察示波器上的 FF 值!


9.不論電壓如何變化,在全波整流時,三角波 FF 值為多少?
(A) 1.11
(B) 1
(C) 1.15
(D) 0
Ans:  (B)
提示:請確實照著題意操作!
答對回饋:很好!
答錯回饋:觀察示波器上的 FF 值!



              261
10.不論電壓如何變化,在全波整流時,鋸齒波 FF 值為多少?
 (A) 1.11
 (B) 1
 (C) 1.15
 (D) 0
 Ans:  (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:觀察示波器上的 FF 值!


11.不論電壓如何變化,在全波整流時,脈波 FF 值為多少?
 (A) 1.11
 (B) 1
 (C) 1.15
 (D) 0
 Ans:  (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦
 答錯回饋:觀察示波器上的 FF 值!


12. AC+DC 波的 FF 值,會隨著電壓的變大而?
 (A) 變大
 (B) 變小
 (C) 不變
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:觀察示波器上的 FF 值!


13.將正弦波的峰值設定為 2V,電壓的有效值為多少?
 (A) 1.414V

                 262
 (B) 3V
 (C) 3.462V
 (D) 4.616V
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Vrms 值


14.將正弦波的峰值設定為 2V,在全波整流時,電壓的平均值為多
 少?
 (A) 1.272V
 (B) 4V
 (C) 3V
 (D) 0V
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的平均值就是 Vav 值。


15.將方波的峰值設定為 4V,電壓的有效值為多少?
 (A) 1V
 (B) 2V
 (C) 3V
 (D) 4V
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的有效值就是 Vrms 值。


16.將方波的峰值設定為 4V,在全波整流時,電壓的平均值為多
 少?
 (A) 1V

              263
 (B) 2V
 (C) 3V
 (D) 4V
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的平均值就是 Vav 值。


17.將三角波的峰值設定為 6V,電壓的有效值為多少?
 (A) 1.414V
 (B) 4V 2
 (C) 3.462V
 (D) 4.616V
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的有效值就是 Vrms 值。


18.將三角波的峰值設定為 6V,電壓的平均值為多少?
 (A) 1V
 (B) 2V
 (C) 3V
 (D) 4V
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的平均值就是 Vav 值。


19.將鋸齒波的峰值設定為 8V,電壓的有效值為多少?
 (A) 1.414V
 (B) 3.462V
 (C) 4.616V

              264
 (D) 11.484V
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的有效值就是 Vrms 值。


20.將鋸齒波的峰值設定為 8V,電壓的平均值為多少?
 (A) 1V
 (B) 2V
 (C) 3V
 (D) 4V
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的平均值就是 Vav 值。


21.將脈波的峰值設定為 10V,電壓的有效值為多少?
 (A) 0V 2
 (B) 1V
 (C) 2V
 (D) 3V
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的有效值就是 Vrms 值。


22.將脈波的峰值設定為 10V,電壓的平均值為多少?
 (A) 0V 2
 (B) 1V
 (C) 2V
 (D) 3V
 Ans: (A)

               265
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的平均值就是 Vav 值。


23.將 AC+DC 波的峰值設定為 12V,電壓的有效值為多少?
 (A) 1.414V
 (B) 3.462V
 (C) 4.616V 2
 (D) 11.484V
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的有效值就是 Vrms 值。


24.將 AC+DC 波的峰值設定為 12V,電壓的平均值為多少?
 (A) 0V 2
 (B) 1V
 (C) 2V
 (D) 3V
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:電壓的平均值就是 Vav 值。




                266
   單元 33:純電阻在交流電路中的特性
一、教學目標:
(一)透過引導與假設的方式瞭解純電阻對交流電路的影響。
(二)透過實際例子來瞭解頻率對電阻的影響。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律(V=I*R)計算電路中負載電阻的電壓或
電流,可以顯示電壓及其電流數據。主要實驗活動有下列三項:
  1.改變電源電壓 V 或電阻 R,來看電流 I 顯示之變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.6 題"
  2.電阻 R 及電源電壓 V 為定值,來看電壓表的顯示。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5 題"
  3.電阻 R 及電源電壓 V 為定值,改變頻率 f,來看電流 I 顯示之
  變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
  4.電阻 R 及電源電壓 V 為定值,改變相角 ANG,來看電流 I 顯
  示之變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"




                  267
 純電阻在交流電路中的特性模擬實驗電路圖如圖 33 所示:




                                單元名稱
                                及說明




                                操作區




      返回圖示            作答區

      操作說明區

           圖 33 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,只有一個電阻做為
  此電路的負載。。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
  角、電阻值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
  表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電
  流表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。


                268
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直
  流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 7.本單元共有 12 題練習題。

(二)引導問題:

 1.V 設定為 2,R 設定為 1,電阻上的有效電流值為多少?
  (A) 3.53
  (B) 2.82
  (C) 1.41
  (D) 0.28
  Ans:(B)
  提示:交流電錶的值就是電流的有效值
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:觀察交流電表上的值。

 2.V 設定為 4,R 設定為 1,電阻上的有效電流值為多少?
  (A) 1.27
  (B) 2.82
  (C) 3.18
  (D) 1.27
  Ans:(B)
  提示:交流電錶的值就是電流的有效值!
  答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
  答錯回饋:觀察交流電表上的值。

 3.電阻固定下,電源電壓越大,電阻上的有效電流值變化為何?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 先大後小
  (D) 先小後大
  Ans:(A)
                    269
提示:請參考以上兩題的推論!
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:回想一下第一題和第二題答案的關聯

4.V 設定為 4,R 設定為 1,電阻上的平均電壓值為多少?
(A) 0.318
(B) 0.636
(C) 1.272
(D) 2.544
Ans:(C)
提示:直流電壓錶的值就是電壓的平均值!
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:觀察直流電壓表上的值。

5.V 設定為 4,R 設定為 3,電阻上的平均電壓值為多少?
(A) 0.318
(B) 0.636
(C) 1.272
(D) 2.544
Ans:(A)
提示:直流電壓錶的值就是電壓的平均值。
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:觀察直流電壓表上的值!

6.電源電壓固定下,電阻越大,電阻上的直流電壓值變化為何?
(A) 變大
(B) 變小
(C) 先小後大
(D) 不變
Ans:(D)
提示:請參考以上兩題的推論。
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:回想一下第四題和第五題答案的關聯。

                270
7.V 設定為 2,R 設定為 1,FRQ 設定為 35,電阻上的有效電流值為
 多少?
 (A) 1.41
 (B) 2.82
 (C) 3.53
 (D) 0.28
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

8.V 設定為 2,R 設定為 1,FRQ 設定為 60,電阻上的有效電流值為
 多少?
 (A) 1.41
 (B) 2.82
 (C) 3.53
 (D) 0.28
 Ans:(A)
 提示:純電阻電路不受頻率改變而改變
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:只要改變頻率值而其他不變。

9.V 固定且 R 也固定,FRQ 越大,電阻上的有效電流值變化為何?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:純電阻電路不受頻率改變而改變
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:只要改變頻率值而其他不變。



                 271
10.V 設定為 2,R 設定為 1,ANG 設定為 10,電阻上的有效電流值為
 多少?
 (A) 1.41
 (B) 2.82
 (C) 3.53
 (D) 0.28
 Ans:(A)
 提示:純電阻電路不受相角改變而改變
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:只要改變相角值而其他不變。

11.V 設定為 2,R 設定為 1,ANG 設定為 30,電阻上的有效電流值為
 多少?
 (A) 1.41
 (B) 2.82
 (C) 3.53
 (D) 0.28
 Ans:(A)
 提示:純電阻電路不受相角改變而改變
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦
 答錯回饋:只要改變相角值而其他不變

12.V 固定且 R 也固定,ANG 越大,電阻上的有效電流值變化為
 何?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請參考以上兩題的推論。
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:回想一下第十題和第十一題答案的關聯。


                 272
   單元 34:純電容在交流電路中的特性
一、教學目標:
 (一)透過引導與假設的方式瞭解純電容對交流電路的影響。
 (二)透過實際例子來瞭解頻率對電容的影響。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律(V=I*XC、XC=1/2πfC)計算電路中負
載電容的電流,可以顯示其電流數據。主要實驗活動有下列三項:
  1.改變電源電壓 V 或電容 C,來看電流 I 顯示之變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.電容 C 及電源電壓 V 為定值,改變頻率 f,來看電流 I 顯示之
   變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
  3.電容 C 和電源電壓 V 及頻率 f 為定值,改變相角 ANG(θ),
   來看電流 I 顯示之變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"




                    273
 純電容在交流電路中的特性模擬實驗電路圖如圖 34 所示:




                                單元名稱
                                及說明




                                操作區




      返回圖示
                          作答區
      操作說明區

           圖 34 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,只有一個電容做為
  此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
  角、電容值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
  表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電
  流表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直
  流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。
                274
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 7.本單元共有 12 題練習題。

(二)引導問題:

 1.V 設定為 5,電容設定為 30μF,交流電表值為何?
  (A)1.11A
  (B)2.22A
  (C)3.33A
  (D)4.44A
  Ans:(C);
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


 2.V 設定為 5,電容設定為 20μF,交流電表值為何?
  (A) 1.11A
  (B)2.22A
  (C) 3.33A
  (D) 4.44A
  Ans:(B);
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


 3.V 固定,電容越小,交流電流值的變化為何?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 不變
  (D) 先小後大
  Ans:(B);
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論

                    275
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


4.V 設定為 15,電容設定為 30μF,交流電表值為何?
(A) 6.66A
(B) 7.77A
(C) 8.88A
(D) 9.99A
Ans:(D)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


5.V 設定為 15,電容設定為 30μF,交流電表值為何?
(A)11.31A
(B)22.31A
(C)33.31A
(D) 44.31A
Ans:(C);
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


6.電容值固定,電壓越大,交流電流值的變化為何?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(A)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!
               276
7.V 設定為 50,電容設定為 30μF,FRQ 設定為 30,交流電表
 值為何?
 (A) 19.98A
 (B) 29.98A
 (C) 39.98A
 (D) 49.98A
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!太棒了
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

8.V 設定為 50,電容設定為 30μF,FRQ 設定為 60,交流電表
 值為何?
 (A) 19.97A
 (B) 29.97A
 (C) 39.97A
 (D) 49.97A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

9.電壓與電容值固定,FRQ 越大,交流電流值的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(A)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:很有概念哦!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



                277
10.V 設定為 18,電容設定為 30μF,FRQ 設定為 60,ANG 設定
 為 15 度,交流電表值為何?
 (A) 11.39A
 (B) 12.39 A
 (C) 13.39 A
 (D) 14.39 A
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

11.V 設定為 18,電容設定為 30μF,FRQ 設定為 60,ANG 設定
 30 度,交流電表值為何?
 (A) 11.39 A
 (B) 12.39A
 (C) 13.39A
 (D) 14.39A
 Ans:(D)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同。

12.V、電容、FRQ 固定不變時,ANG 越大,則交流電的變化為
 何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



                 278
   單元 35:純電感在交流電路中的特性
一、教學目標:
 (一)透過引導與假設的方式瞭解純電感對交流電路的影響。
 (二)透過實際例子來瞭解頻率對電感的影響。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律(V=I*XL、XL=2πfL)計算電路中負載
電感的電流,可以顯示其電流數據。主要實驗活動有下列三項:
  1.改變電源電壓 V 或電感 L,來看電流 I 顯示之變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6 題"
  2.電感 L 及電源電壓 V 為定值,改變頻率 f,來看電流 I 顯示之
   變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
                                    ,來
  3.電感 L 和電源電壓 V 及頻率 f 定值,改變相角 ANG(θ)
   看電流 I 顯示之變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"




                    279
 純電感在交流電路中的特性模擬實驗電路圖如圖 35 所示:


                                單元名稱
                                及說明




                                操作區




      返回圖示                作答區

      操作說明區


           圖 35 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,只有一個電感做為
  此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
  角、電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
  表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電流
  表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直

                280
 流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。
6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
 題,以加深學習者對本單元的認知。
7.本單元共有 12 題練習題。

(二)引導問題:

1.V 設定為 10,電感設定為 1mH,交流電表值為何?
 (A) 112.52A
 (B) 122.52A
 (C) 132.52A
 (D) 142.52A
 Ans:(D)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!。

2.V 設定為 10,電感設定為 10mH,交流電表值為何?
 (A) 9.25A
 (B) 10.25A
 (C) 11.25A
 (D) 12.25A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

3.V 固定,電感越大,交流電值的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(B)


                   281
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

4.V 設定為 15,電感設定為 10mH,交流電表值為何?
(A) 14.87
(B) 15.87
(C) 16.87
(D) 17.87
Ans:(C)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

5.V 設定為 30,電感設定為 10mH,交流電表值為何?
(A) 11.75A
(B) 22.75A
(C) 33.75A
(D) 44.75A
Ans:(C)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

6.電感固定,V 越大,交流電值的變化為何?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(B)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
答對回饋:答對了!太棒了!!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

               282
7.V 設定為 30,電感設定為 10mH,FRQ 設定為 30,交流電表值
 為何?
 (A) 11.25A
 (B) 22.25A
 (C) 33.25A
 (D) 44.25A
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

8.V 設定為 30,電感設定為 10mH,FRQ 設定為 60,交流電表值
 為何?
 (A) 2.62A
 (B) 3.62A
 (C) 4.62A
 (D) 5.62A
 Ans:(D)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

9.V 與電感固定,FRQ 越大,交流電值的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(B)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:不錯很棒!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



                283
10.V 設定為 15,電感設定為 5mH,FRQ 設定為 60,ANG 設定
 15 度,交流電表值為何?
 (A) 4.62A
 (B) 5.62A
 (C) 6.62A
 (D) 7.62A
 Ans:(B)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

11.V 設定為 15,電感設定為 5mH,FRQ 設定為 60,ANG 設定
 30 度,交流電表值為何?
 (A) 4.62A
 (B)5.62A
 (C) 6.62A
 (D) 7.62A
 Ans:(B)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

12.V、電感、FRQ 固定不變時,ANG 越大,則交流電的變化為
 何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



                 284
 單元 36:電阻串聯電容在交流電路中的特性
一、教學目標:
 (一)透過引導與假設的方式瞭解電路中、電壓、電流及阻抗值與相
   位的關係。
 (二)透過實際例子來瞭解阻抗的定義及熟悉 RC 串聯電路的計算。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
   本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律、克希荷夫電壓定律(Z=R-jXc=√R2+XC2
∠-tan-1R/XC、V=I*Z、VR=I*R、VC=I*XC、XC=1/2πfC)計算電路
中電阻及電容的電壓與電流,可以顯示其電流數據。主要實驗活動有
                        :
下列四項(以上述公式配合各種儀表的顯示來相互驗證)
   1.電源電壓 V、電容 C、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    R,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3 題"
   2.電源電壓 V、電阻 R、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    C,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6 題"
   3.電源電壓 V、電容 C、電阻 R、相角 ANG(θ)為定值,改變
    f,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
   4.電源電壓 V、電容 C、電阻 R、頻率 f 為定值,改變 ANG  ,
                                     (θ)
    看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"




                      285
 電阻串聯電容在交流電路中的特性模擬實驗電路圖如圖 36 所
示:



                               單元名稱
                               及說明




                                操作區




        返回圖示            作答區

        操作說明區

           圖 36 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,有一個電阻串連一
     個電容做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
     角、電阻及電容值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
     表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電
     流表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直
     流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。

                  286
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 7.本單元共有 12 題練習題。

(二)引導問題:

 1.V 設定為 60,電阻設定為 10,電容設定為 20μF,交流電表值
   為何?
   (A) 16.62A
   (B) 26.62A
   (C) 36.62A
   (D) 46.62A
   Ans:(B)
   提示:請照著題目指定數據操作
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

 2.V 設定為 60,電阻設定為 20,電容設定為 20μF,交流電表值
  為何?
  (A) 16.62A
  (B) 26.62A
  (C) 36.62A
  (D) 46.62A
  Ans:(C)
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

 3.V、電容固定不變時,電阻越大,則交流電的變化為何?
   (A) 越大
   (B) 越小
   (C) 不變
   (D) 先小後大
   Ans:(C)
   提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!

                    287
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

4.V 設定為 80,電阻設定為 30,電容設定為 20μF,交流電表值
  為何?
  (A) 5.53A
  (B) 15.53A
  (C) 25.53A
  (D) 35.53A
  Ans:(D)
  提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

5.V 設定為 80,電阻設定為 30,電容設定為 30μF,交流電表值
  為何?
  (A) 43.3A
  (B) 43.3A
  (C) 63.3A
  (D) 73.3A
  Ans:(B)
  提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

6.V、電阻固定不變時,電容越大,則交流電的變化為何?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 不變
  (D) 先小後大
  Ans:(A)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


                288
7.V 設定為 100,電阻設定為 20,電容設定為 20μF,FRQ 設定
  為 30,交流電表值為何?
  (A) 16.65A
  (B) 26.65A
  (C) 36.65A
  (D) 46.65A
  Ans:(B)
  提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!太棒了
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

8.V 設定為 100,電阻設定為 20,電容設定為 20μF,FRQ 設定
  為 30,交流電表值為何?
  (A) 43.3A
  (B) 53.3A
  (C)63.3A
  (D) 73.3A
  Ans:(B)
  提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!有實力喔!!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

9.V、電阻、電容固定不變時,FRQ 越大,則交流電的變化為何?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 不變
  (D) 先小後大
  Ans:(A)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:觀念正確!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

10.V 設定為 110,電阻設定為 10,電容設定為 10μF,FRQ 設定
   為 60,ANG 設定為 15,交流電表值為何?


                 289
 (A) 19.31A
 (B) 29.31A
 (C) 39.31A
 (D) 49.31A
 Ans:(B)
 提示:請照著題目指定數據操作
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 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

11.V 設定為 110,電阻設定為 10,電容設定為 10μF,FRQ 設定
   為 60,ANG 設定為 30,交流電表值為何?
   (A) 19.31A
   (B) 29.31A
   (C) 39.31A
   (D) 49.31A
   Ans:(B)
   提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

12.V、電阻、電容、FRQ 固定不變時,ANG 越大,則交流電的
   變化為何?
   (A) 越大
   (B) 越小
   (C) 不變
   (D) 先小後大
   Ans:(C)
   提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!




                 290
 單元 37:電阻串聯電感在交流電路中的特性
一、教學目標:
 (一)透過引導與假設的方式瞭解電路中、電壓、電流及阻抗值與相
    位的關係。
 (二)透過實際例子來瞭解阻抗的定義及熟悉 RL 串聯電路的計算。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
   本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律、克希荷夫電壓定律(V=I*Z、阻抗
Z=R+jXL=√R2+XL2∠tan-1R/XL、VR=I*R、VL=I*XL、XL=2πfL)
計算電路中電阻及電感的電壓與電流,可以顯示其電流數據。主要實
驗活動有下列四項(以上述公式配合各種儀表的顯示來相互驗證):
   1.電源電壓 V、電感 L、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    R,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3 題"
   2.電源電壓 V、電阻 R、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    L,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6 題"
   3.電源電壓 V、電感 L、電阻 R、相角 ANG(θ)為定值,改變
    f,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
   4.電源電壓 V、電感 L、電阻 R、頻率 f 為定值,改變 ANG  ,
                                     (θ)
    看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"




                       291
 電阻串聯電感在交流電路中的特性模擬實驗電路圖如圖 37 所
示:



                               單元名稱
                               及說明




                                操作區




         返回圖示
                        作答區
         操作說明區

            圖 37 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,有一個電阻串連一
     個電感做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
     角、電阻及電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
     表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電
     流表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直
     流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。

                  292
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 7.本單元共有 12 題練習題。

(二)引導問題:

 1.V 設定為 70,電阻設定為 20,電感設定為 10mH,交流電表值
  為何?
  (A) 58.76A
  (B) 68.76A
  (C) 78.76A
  (D) 88.76A
  Ans:(C)
  提示:請照著題目指定數據操作
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
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 2.V 設定為 70,電阻設定為 30,電感設定為 10mH,交流電表值
  為何?
  (A) 58.76A
  (B) 68.76A
  (C) 78.76A
  (D) 88.76A
  Ans:(C)
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
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 3.V、電感固定,電阻越大,交流電值的變化為何?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 不變
  (D) 先小後大
  Ans:(C)


                    293
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

4.V 設定為 60,電阻設定為 10,電感設定為 1mH,交流電表值
為何?
(A) 475.13A
(B) 575.13A
(C) 675.13A
(D) 775.13A
Ans:(A)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!你做的很好!
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5.V 設定為 60,電阻設定為 10,電感設定為 10mH,交流電表值
為何?
(A) 47.51A
(B) 57.51A
(C) 67.51A
(D) 77.51A
Ans:(C)
提示:請照著題目指定數據操作!
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

6.V、電阻固定,電感越大,交流電值的變化為何?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(B)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
答對回饋:答對了!太棒了!

                294
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

7.V 設定為 80,電阻設定為 10,電感設定為 10mH,FRQ 設定為
 30,交流電表值為何?
 (A) 10A
 (B)20A
 (C) 30A
 (D) 40A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

8.V 設定為 80,電阻設定為 10,電感設定為 10mH,FRQ 設定為
 60,交流電表值為何?
 (A) 15A
 (B) 25A
 (C) 35A
 (D) 45A
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

9.V、電感、電阻固定,FRQ 越大,交流電值的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(B)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:做得很好!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


                295
10.V 設定為 120,電阻設定為 1,電感設定為 1mH,FRQ 設定為
 30,ANG 設定 15 度,交流電表值為何?
 (A) 150.09A
 (B) 250.09A
 (C) 350.09A
 (D) 450.09A
 Ans:(D)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

11.V 設定為 120,電阻設定為 1,電感設定為 1mH,FRQ 設定為
 30,ANG 設定 30 度,交流電表值為何?
 (A) 150.09A
 (B) 250.09A
 (C) 350.09A
 (D) 450.09A
 Ans:(D)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

12.V、電阻、電感、FRQ 固定不變時,ANG 越大,則交流電的
 變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!"



                296
 單元 38:電阻並聯電容在交流電路中的特性
一、教學目標:
 (一)透過引導與假設的方式瞭解 RC 並聯電路中、電壓、電流及阻
    抗(導納)值與相位的關係。
 (二)透過實際例子來瞭解導納的定義及熟悉 RC 並聯電路的計算。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
   本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律、克希荷夫電流定律(V=I*Z=I/Y、導納
Y=G+jBC=√G2+BC2∠tan-1 BC /G、I=V*Y、IR=V*G、IC=V*BC、
BC=2πfC、其中 Y=1/Z、G=1/R、BC =1/ XC、)計算電路中電阻及
電容的電壓與電流,可以顯示其電流數據。主要實驗活動有下列四項
(以上述公式配合各種儀表的顯示來相互驗證):
   1.電源電壓 V、電阻 R、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    C,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3 題"
   2.電源電壓 V、電容 C、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    R,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6 題"
   3.電源電壓 V、電容 C、電阻 R、相角 ANG(θ)為定值,改變
    f,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
   4.電源電壓 V、電容 C、電阻 R、頻率 f 為定值,改變 ANG  ,
                                     (θ)
    看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"



                        297
 最大功率轉移模擬實驗電路圖如圖 38 所示:



                                單元名稱
                                及說明




                                 操作區




       返回圖示

       操作說明區              作答區


           圖 38 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,有一個電阻並聯一
  個電容做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
  角、電阻及電容值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
  表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電
  流表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直
  流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 7.本單元共有 12 題練習題。
                    298
(二)引導問題:

1.設定 V 為 60,電阻設定為 30,電容設定為 15μF,交流電表
 值為何?
 (A) 19.98 A
 (B) 29.98A
 (C) 39.98A
 (D) 49.98A
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作。
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 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

2.設定 V 為 60,電阻設定為 30,電容設定為 30μF,交流電表
 值為何?
 (A) 19.97 A
 (B) 29.97A
 (C) 39.97A
 (D) 49.97A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

3.V、電阻固定不變時,電容越大,則交流電的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(A)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!

                299
4.設定為 80,電阻設定為 10,電容設定為 15μF,交流電表值為
何?
(A) 16.65A
(B) 26.65A
(C) 36.65A
(D) 46.65A
Ans:(D)
提示:請照著題目指定數據操作。
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

5.設定為 80,電阻設定為 20,電容設定為 15μF,交流電表值為
何?
(A) 16.65A
(B) 26.65A
(C) 36.65A
(D) 46.65A
Ans:(B)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

6.V、電容固定不變時,電阻越大,則交流電的變化為何?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(C)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



               300
7.V 設定為 100,電阻設定為 10,電容設定為 10μF,FRQ 設定
 為 30,交流電表值為何?
 (A) 11.32A
 (B) 12.32A
 (C) 13.32A
 (D) 14.32A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作
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 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

8.V 設定為 100,電阻設定為 10,電容設定為 10μF,FRQ 設定
 為 60,交流電表值為何?
 (A) 16.65A
 (B) 26.65A
 (C) 36.65A
 (D) 46.65A
 Ans:(B)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

9.V、電阻、電容固定不變時,FRQ 越大,則交流電的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(A)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:表現的很好!
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                 301
10.V 設定為 120,電阻設定為 20,電容設定為 20μF,FRQ 設
 定為 60,ANG 設定為 15,交流電表值為何?
 (A) 43.96A
 (B) 53.96A
 (C) 63.96A
 (D) 73.96A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

11.V 設定為 120,電阻設定為 20,電容設定為 20μF,FRQ 設定
 為 60,ANG 設定為 30,交流電表值為何?
 (A) 43.96A
 (B) 53.96A
 (C) 63.96A
 (D) 73.96A
 Ans:(C)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

12.V、電阻、電容、FRQ 固定不變時,ANG 越大,則交流電的
 變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



                 302
 單元 39:電阻並聯電感在交流電路中的特性
一、教學目標:
 (一)透過引導與假設的方式瞭解 RL 並聯電路中、電壓、電流及阻
    抗(導納)值與相位的關係。
 (二)透過實際例子來熟悉 RL 並聯電路的計算。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
   本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬電路使用歐姆定律、克希荷夫電流定律(V=I*Z=I/Y、導納
Y=G-jBL=√G2+BL2∠-tan-1 BL /G、I=V*Y、IR=V*G、IL=V*BL、
BC=1/2πfC、其中 Y=1/Z、G=1/R、BL =1/ XL、)計算電路中電阻
及電感的電壓與電流,可以顯示其電流數據。主要實驗活動有下列四
                     :
項(以上述公式配合各種儀表的顯示來相互驗證)
   1.電源電壓 V、電阻 R、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    L,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3 題"
   2.電源電壓 V、電感 L、頻率 f、相角 ANG(θ)為定值,改變
    R,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6 題"
   3.電源電壓 V、電感 L、電阻 R、相角 ANG(θ)為定值,改變
    f,看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9 題"
   4.電源電壓 V、電感 L、電阻 R、頻率 f 為定值,改變 ANG  ,
                                     (θ)
    看電流 I 顯示之變化。
    模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12 題"



                        303
 電阻並聯電感在交流電路中的特性模擬實驗電路圖如圖 39 所
示:




                               單元名稱
                               及說明



                                操作區




        返回圖示


        操作說明區           作答區

           圖 39 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,有一個電阻並聯一
     個電感做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
     角、電阻及電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由直流電流表、交流電流表、電壓
     表、示波器等設備,觀察電路特性的變化。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器及示波器,並將直流電
     流表、交流電流表、電壓表移至電路指定的位置上。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察直
     流電流表、交流電流表、電壓表、示波器等設備上值的改變。

                  304
6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
 題,以加深學習者對本單元的認知。
7.本單元共有 12 題練習題。

(二)引導問題:

1.V 設定為 60,電阻設定為 30,電感設定為 10mH,交流電表值
 為何?
 (A) 37.5A
 (B) 47.5 A
 (C) 57.5A
 (D) 67.5A
 Ans: (D)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!。
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


2.V 設定為 60,電阻設定為 30,電感設定為 60mH,交流電表值
 為何?
 (A) 11.25A
 (B) 21.25A
 (C) 31.25A
 (D) 41.25A
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


3.V、電阻固定,電感越大,交流電值的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大

                   305
Ans:(B)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


4.V 設定為 70,電阻設定為 10,電感設定為 100mH,交流電表
值為何?
(A) 5.87A
(B) 6.87A
(C) 7.87A
(D) 8.87A
Ans: (C)
提示:請照著題目指定數據操作。
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


5.V 設定為 70,電阻設定為 20,電感設定為 100mH,交流電表
值為何?
(A) 5.87A
(B) 6.87A
(C) 7.87A
(D) 8.87A
Ans: (C)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


6.V、電感固定,電阻越大,交流電值的變化為何?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
                306
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


7.V 設定為 110,電阻設定為 20,電感設定為 20mH,FRQ 設定
 為 30,交流電表值為何?
 (A) 10.62A
 (B) 20.62A
 (C) 30.62A
 (D) 40.62A
 Ans: (B)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


8.V 設定為 110,電阻設定為 20,電感設定為 20mH,FRQ 設定
 為 60,交流電表值為何?
 (A) 10.31A
 (B) 20.31A
 (C) 30.31A
 (D) 40.31A
 Ans: (D)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


9.V、電感、電阻固定,FRQ 越大,交流電值的變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
                 307
 Ans:(B)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:做得好!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!



10.V 設定為 120,電阻設定為 30,電感設定為 30mH,FRQ 設定
 為 60,ANG 設定 15 度,交流電表值為何?
 (A) 5.5A
 (B) 6.5A
 (C) 7.5A
 (D) 8.5A
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


11.V 設定為 120,電阻設定為 30,電感設定為 30mH,FRQ 設定
 為 60,ANG 設定 30 度,交流電表值為何?
 (A) 5.5A
 (B) 6.5A
 (C) 7.5A
 (D) 8.5A
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


12.V、電阻、電感、FRQ 固定不變時,ANG 越大,則交流電的
 變化為何?
 (A) 越大
 (B) 越小

                 308
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(C)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
答對回饋:很好!你完成本單元了!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!




           309
310
         單元 40:交流功率的特性

一、教學目標:
 (一)透過負載為 R-L-C 的電路中,能瞭解視在功率(S)、實功率(P)、
   虛功率(Q)、功率因數(PF)等數值的定義。
 (二)透過實際的例子,能瞭解改變電壓、電阻、電感、電容等元件
   與視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率因數(PF)等數值之
   間的變化關係。


二、教學時數:四小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
 ,                    。
畫 負載為 R-L-C 電路中交流功率的特性 主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,電源電壓、頻率、相角、電阻、電感 及
   電容值為已知值求視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率
   因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
  2.在直接觀察的情形下,當頻率、相角、電阻、電感 及電容值
   為已知值,若電源電壓變大、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
   率(Q)、功率因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.10.11.12 題"
  3.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電感 及電
   容值為已知值,若電阻值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛
   功率(Q)、功率因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17.18.19.20 題"
  4.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電容
   值為已知值,若電感值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
   率(Q)、功率因數(PF)值。

                      311
  模擬實驗安排於"引導問題第 21.22.23.24.25.26.27.28 題"
 5.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電感
  值為已知值,若電容值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
  率(Q)、功率因數(PF)值。
  模擬實驗安排於"引導問題第 29.30.31.32.33.34.35.36 題"


 交流功率特性的轉換模擬實驗電路圖如圖 40 所示:




                                             單元名稱
                                             及說明




                                             操作區




         返回圖示
                              作答區
         操作說明區

             圖 40 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個電阻、電容、電感可單獨形成封閉
  的迴路,做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以自由操作的元件有:電源電壓、頻率、
  相角、電阻、電容 及電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由示波器,觀察電路特性的變化波
  形,並了解視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率因數(PF)值。

                     312
 4.在開始操作之前,請先電容與電感牽移至電路指定的位置上。
 5.其次,學習者可以 開啟電源供應器並選用不同的電壓、頻率、
  相角。
 6.再其次,學習者可以任意調電路元件值如電阻、電容及電感等
  值,並留意觀察示波器等設備上波形與數值的改變。
 7.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 8.本單元共有 36 題練習題。

(二)引導問題:

 1.V 設定為 60,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為 1000uF,
  視在功率值為多少?
  (A) 257.8VA
  (B) 267.8VA
  (C) 277.8VA
  (D) 287.8VA
  Ans: (A)
  提示:請確實照著題意操作
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。


 2.V 設定為 60,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為 1000uF,
  功率值為多少?
  (A) 16W
  (B) 26W
  (C) 36W
  (D) 46W
  Ans: (C)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:很好!你已經有了功率的觀念,真厲害!
  答錯回饋:觀察示波器上的 P 值!


                      313
3.V 設定為 60,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為 1000uF,
 虛功率值為多少?
 (A) 155.3VAR
 (B) 255.3VAR
 (C) 355.3VAR
 (D) 455.3VAR
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值。


4.V 設定為 60,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為 1000uF,
 功率因數值為多少?
 (A) 0.13
 (B) 0.23
 (C) 0.33
 (D) 0.43
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值!


5.V 設定為 70V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
 1000uF,視在功率值為多少?
 (A) 150.9VA
 (B) 250.9VA
 (C) 350.9VA
 (D) 450.9VA
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值!

                     314
6.V 設定為 70V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
 1000uF,功率值為多少?
 (A) 19W
 (B) 29W
 (C) 39W
 (D) 49W
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值!


7.V 設定為 70V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
 1000uF,虛功率值為多少?
 (A) 317.5VAR
 (B) 327.5VAR
 (C) 337.5VAR
 (D) 347.5VAR
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


8.V 設定為 70V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
 1000uF,功率因數為多少?
 (A) 0.13
 (B) 0.23
 (C) 0.33
 (D) 0.43
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:只要改變頻率值而其他不變。

                   315
9.在 RLC 並聯電路中,當電阻、電感、電容不變下,將電源電壓增
  加,則視在功率會
  (A) 不變
  (B) 越大
  (C) 越小
  (D) 先大後小
  Ans:(B)
  提示:請確實照著題意操作。
答對回饋:很好!
答錯回饋:請比較第一題與第五題的結果。

10.在 RLC 並聯電路中,當電阻、電感、電容不變下,將電源電壓增
   加,則功率會?
   (A) 不變
   (B) 越大
   (C) 越小
   (D) 先大後小
   Ans:(B)
   提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:請比較第二題與第六題的結果。

11.在 RLC 並聯電路中,當電阻、電感、電容不變下,將電源電壓增
 加,則虛功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
 答錯回饋:請比較第三題與第七題的結果。


               316
12.在 RLC 並聯電路中,當電阻、電感、電容不變下,將電源電壓增
  加,則功率因數會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
  提示:請回憶一下前面幾題結果。
  答對回饋:好!有概念了!
  答錯回饋:回想一下第四題和第八題答案的關聯

13.V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為 1000,
  視在功率值為多少?
  (A) 255.2VA
  (B) 265.2VA
  (C) 275.2VA
  (D) 285.2VA
  Ans: (B)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。

14.V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  1000uF,功率值為多少?
  (A) 51.9W
  (B) 61.9W
  (C) 71.9W
  (D) 81.9W
  Ans: (C)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。

                     317
15.V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  1000uF,虛功率值為多少?
  (A) 255.3VAR
  (B) 265.3VAR
  (C) 275.3VAR
  (D) 285.3VAR
  Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值。

16.V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  1000uF,功率因數為多少?
  (A) 0.17
  (B) 0.27
  (C) 0.37
  (D) 0.47
  Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。

17.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電感、電容不變下,將電阻減
  少,視在功率則會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第十三題答案的關聯。

                   318
18.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電感、電容不變下,將電阻減
   少,功率則會?
   (A) 不變
   (B) 變大
   (C) 變小
   (D) 先大後小
   Ans:(B)
   提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第十四題答案的關聯。

19.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電感、電容不變下,將電阻減
   少,虛功率則會?
   (A) 不變
   (B) 變大
   (C) 變小
   (D) 先大後小
   Ans:(C)
   提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第十五題答案的關聯。

20.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電感、電容不變下,將電阻減
 少,功率因數則會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第十六題答案的關聯。。


               319
21.若 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH, C 設定為
  1000uF,視在功率值為多少?
  (A) 222.6VA
  (B) 232.6VA
  (C) 242.6VA
  (D) 252.6VA
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值

22.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH, C 設定為
  1000uF,功率值為多少?
  (A) 32.9W
  (B) 33.9W
  (C) 34.9W
  (D) 35.9W
  Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。

23.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH, C 設定為
  1000uF,虛功率值為多少?
  (A) 210VAR
  (B) 220VAR
  (C) 230VAR
  (D) 240VAR
  Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值。


                    320
24.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH, C 設定為
  1000uF,功率因數為多少?
  (A) 0.04
  (B) 0.14
  (C) 0.24
  (D) 0.34
  Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。

25.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電容不變下,將電感減
  少,視在功率則會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第二十一題答案的關聯。

26.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電容不變下,將電感減
  少,功率則會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第二十二題答案的關聯。

                   321
27.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電容不變下,將電感減
  少,虛功率則會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第二十二題答案的關聯。

28.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電容不變下,將電感減
  少,功率因數則會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第二十三題答案的關聯。

29.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  500uF,視在功率值為多少?
  (A) 115.2VA
  (B) 125.2VA
  (C) 135.2VA
  (D) 145.2VA
  Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。

                   322
30.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  500uF,功率值為多少?
  (A) 32.9W
  (B) 33.9W
  (C) 34.9W
  (D) 35.9W
  Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。

31.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  500uF,虛功率值為多少?
  (A) 109.9VAR
  (B) 119.9VAR
  (C) 129.9VAR
  (D) 139.9VAR
  Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值

32.V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH, C 設定為
  500uF,功率因數為多少?
  (A) 0.08
  (B) 0.18
  (C) 0.28
  (D) 0.38
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。


                   323
33.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電感不變下,將電容減
   少,視在功率則會?
   (A) 不變
   (B) 變大
   (C) 變小
   (D) 先大後小
   Ans:(C)
   提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第二十九題答案的關聯。

34.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電感不變下,將電容減
   少,功率則會?
   (A) 不變
   (B) 變大
   (C) 變小
   (D) 先大後小
   Ans:(A)
   提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第三十題答案的關聯。

35.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電感不變下,將電容減
 少,虛功率則會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第三十一題答案的關聯。


               324
36.在 RLC 並聯電路中,當電源電壓、電阻、電感不變下,將電容減
 少,攻率因數則會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第三十二題答案的關聯。




               325
326
 單元 41:非諧振電阻\電容\電感的串聯電路
一、教學目標:
(一)透過 R-L-C 串聯電路的各種數據,能瞭解如何求取阻抗值(Z)、
  電感抗值(XL)、電容抗值(Xc)、相角(θ)等數值。
(二)透過各項元件的大小調整,能瞭解如何阻抗值(Z)、電感抗值
  (XL)、電容抗值(Xc)、相角(θ)等數值變化的相互關係。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,R-L-C 串聯電路的特性。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,電源電壓、頻率、相角、電阻、電感 及
   電容值為已知值,利用公式及向量求阻抗值(Z)、電感抗值
                     。
   (XL)、電容抗值(Xc)、相角(θ)
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
  2.在直接觀察的情形下,當頻率、相角、電阻、電感 及電容值
   為已知值,若電源電壓變大、利用公式及向量求阻抗值(Z)、電
   感抗值(XL)、電容抗值(Xc)、相角(θ)。
   模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.10.11.12 題"




                     327
 非諧振電阻/電容/電感串聯電路模擬實驗電路圖如圖 41 所示:




                                單元名稱
                                及說明


                                 操作區




       返回圖示

       操作說明區              作答區

           圖 41 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個封閉的迴路中,是一個電阻串聯電
  感及電容做為此電路的負載。。
 2.在本電路中,學習者可以操作的元件有:電源電壓、頻率、相
  角、電阻、電感及電容值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由向量圖的產生,觀察電路變化的
  特性,並了解當時的阻抗值(Z)、電感抗值(XL)、電容抗值(Xc)。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察向
  量圖上 所有值的改變。
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 7.本單元共有 12 題練習題。

                    328
(二)引導問題:

 1.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,總阻抗值為多少?
  (A) 105 歐姆
  (B) 115 歐姆
  (C) 125 歐姆
  (D) 135 歐姆
  Ans:(A)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!。
  答錯回饋:觀察螢幕上的 Z 值!

 2.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,電感抗值為多少?
  (A) 37.6 歐姆
  (B) 47.6 歐姆
  (C) 57.6 歐姆
  (D) 67.6 歐姆
  Ans:(A)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:很好!真厲害!
  答錯回饋:觀察螢幕上的 XL 值

 3.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,電容抗值為多少?
  (A) 1.3 歐姆
  (B) 3.3 歐姆
  (C) 5.3 歐姆
  (D)7.3 歐姆
  Ans:(C)
  提示:請確實照著題意操作。

                    329
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 Xc 值!

4.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100mH,
 C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,夾角值為多少?
 (A) -17.9 度
 (B) -27.9 度
 (C) -37.9 度
 (D) -47.9 度
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:觀察螢幕上的θ值!

5.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100mH, C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,總阻抗值為多少?
 (A) 105 歐姆
 (B) 115 歐姆
 (C) 125 歐姆
 (D) 135 歐姆
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 Z 值!

6.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100mH, C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,電感抗值為多少?
 (A) 37.6 歐姆
 (B) 47.6 歐姆
 (C) 57.6 歐姆
 (D) 67.6 歐姆
 Ans:(A)

                   330
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 XL 值!

7.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100mH, C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,電容抗值為多少?
 (A) 1.3 歐姆
 (B) 3.3 歐姆
 (C) 5.3 歐姆
 (D) 7.3 歐姆
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 Xc 值!

8.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100mH, C 設定為 500uF,頻率設定為 60Hz,夾角值為多少?
 (A) 17.9 度
 (B) 27.9 度
 (C) 2317.9 度
 (D) 47.9 度
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:觀察螢幕上的θ值!

9.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓增
 加,則總阻抗值會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小

                  331
Ans:(A)
提示:請回憶一下前面幾題結果
答對回饋:很好!
答錯回饋:請比較第 1 題與第 5 題的結果。

10.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則電感抗值會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:請比較第 2 題與第 6 題的結果。

11.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則電容抗值會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
 答錯回饋:請比較第 3 題與第 7 題的結果!

12.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則夾角會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小

               332
(D) 先大後小
Ans:(A)
提示:請回憶一下前面幾題結果。
答對回饋:很好!
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             333
334
 單元 42:非諧振電阻\電容\電感的並聯電路
一、教學目標:
(一)透過 R-L-C 並聯電路的各種數據,能瞭解如何求取導納值(Y)、
  電導值(G)、電感納值(BL)、電容納值(Bc)、相角(θ)等數值。
(二)透過各項元件的大小調整,能瞭解導納值(Y)、電導值(G)、電
  感納值(BL)、電容納值(Bc)、相角(θ)等數值變化的相互關
  係。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,R-L-C 並聯電路的特性。主要實驗活動有下列二項:
  1.在直接觀察的情形下,電源電壓、頻率、相角、電阻、電感 及
   電容值為已知值,利用公式及向量求導納值(Y)、電導值(G)、
   電感納值(BL)、電容納值(Bc)、相角(θ)等數值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5 題"
  2.在直接觀察的情形下,當頻率、相角、電阻、電感 及電容值
   為已知值,若電源電壓變大、利用公式及向量求導納值(Y)、電
   導值(G)、電感納值(BL)、電容納值(Bc)、相角(θ)等數值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 6.7.8.9.10.11.12.13.14.15 題"




                      335
 非諧振電阻/電容/電感並聯電路模擬實驗電路圖如圖 42 所示:



                               單元名稱
                               及說明



                                操作區




       返回圖示

       操作說明區          作答區


           圖 42 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個電阻、電容、電感相互並聯形成封
  閉的迴路,做為此電路的負載。
 2.本電路中,學習者可以自由操作的元件有:電源電壓、頻率、
  相角、 電阻、電容 及電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由向量圖的產生,觀察電路變化的
  特性,並了解當時的導納值(Y)、電導值(G)、電感納值(BL)、
  電容納值(Bc) 、相角(θ)等。
 4.在開始操作之前,請先開啟電源供應器。
 5.學習者可以任意調整電源電壓值及電路元件值,並留意觀察向
  量圖上 所有值的改變。
 6.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。


                336
7.本單元共有 15 題練習題。

(二)引導問題:

1.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH, C
 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,Y 值為多少?
 (A) 1.04
 (B) 11.04
 (C) 21.04
 (D) 31.04
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 Y 值。


2.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH, C
 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,G 值為多少?
 (A) 1
 (B) 2
 (C) 3
 (D) 4
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:很好!真厲害!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 G 值。


3.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH, C
 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,BL 值為多少?
 (A) 0.02
 (B) 0.04
 (C) 0.06
 (D) 0.08
 Ans: (D)

                   337
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 BL 值


4.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH, C
 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,Bc 值為多少?
 (A) 0.12
 (B) 0.24
 (C) 0.38
 (D) 0.49
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:不錯哦!請再接再勵!
 答錯回饋:請依照公式,將各項參數代入,再試一次。


5.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH, C
 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,G 與 Y 的夾角為多少?
 (A) 6.49
 (B) 16.49
 (C) 26.49
 (D) 36.49
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!你做的很好!!
 答錯回饋:觀察螢幕上的θ值!。


6.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,Y 值為多少?
 (A) 1.04
 (B) 11.04
 (C) 2 1.04
 (D) 31.04

                   338
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 Y 值!


7.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,G 值為多少?
 (A) 1
 (B) 2
 (C) 3
 (D) 4
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 G 值


8.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,BL 值為多少?
 (A) 0.02
 (B) 0.04
 (C) 0.06
 (D) 0.08
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 BL 值!


9.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,BC 值為多少?
 (A) 0.12
 (B) 0.24
 (C) 0.36

                   339
 (D) 0.49
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 Bc 值!


10.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 1 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 60Hz,G 與 Y 的夾角為多少?
 (A) 6.49
 (B) 16.49
 (C) 26.49
 (D) 36.49
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:很好,請再接再勵!
 答錯回饋:觀察螢幕上的θ值!


11.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則 Y 會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦!
 答錯回饋:請比較第 1 題與第 6 題的結果。


12.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則 G 會?
 (A) 不變


                   340
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:很好!
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13.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則 BL 會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第 3 題和第 8 題答案的關聯


14.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則 Bc 會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第 4 題和第 9 題答案的關聯。




              341
15.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則 G 與 Y 的夾角會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第 5 題和第 10 題答案的關聯!




                342
    單元 43:電阻\電容\電感的串聯功率
一、教學目標:
(一)透過 R-L-C 串聯電路中電源電壓、頻率、相角、電阻、電感及
  電容等數值,能瞭解如何求取視在功率(S)、實功率(P)、虛功率
  (Q)、功率因數(PF)等數值。
(二)透過實際的例子,能瞭解改變電壓、電阻、電感、電容等元件
  與視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率因數(PF)等數值之
  間的變化關係。


二、教學時數:四小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,R-L-C 串聯電路中交流功率的特性。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,電源電壓、頻率、相角、電阻、電感 及
   電容值為已知值求視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率
   因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
  2.在直接觀察的情形下,當頻率、相角、電阻、電感 及電容值
   為已知值,若電源電壓變大、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
   率(Q)、功率因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.10.11.12 題"
  3.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電感 及電
   容值為已知值,若電阻值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛
   功率(Q)、功率因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17.18.19.20 題"
  4.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電容
   值為已知值,若電感值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功


                      343
  率(Q)、功率因數(PF)值。
  模擬實驗安排於"引導問題第 21.22.23.24.25.26.27.28 題"
 5.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電感
  值為已知值,若電容值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
  率(Q)、功率因數(PF)值。
  模擬實驗安排於"引導問題第 29.30.31.32.33.34.35.36 題"


 電阻/電容/電感的串聯功率模擬實驗電路圖如圖 43 所示:



                                             單元名稱
                                             及說明




                                              操作區




         返回圖示

         操作說明區               作答區

             圖 43 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個電阻、電容、電感相互串聯形成封
  閉的迴路,做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以自由操作的元件有:電源電壓、頻率、
  相角、電阻、電容 及電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由示波器,觀察電路特性的變化波
  形,並了解視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、波形因數(PF)值。

                     344
4.在開始操作之前,請先 電容與電感牽移至電路指定的位置上。
5.其次,學習者可以 開啟電源供應器並選用不同的電壓、頻率、
 相角。
6.再其次,學習者可以任意調電路元件值如電阻、電容 及電感
 等值,並留意觀察示波器等設備上 波型與值的改變。
7.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
 題,以加深學習者對本單元的認知。
8.本單元共有 36 題練習題。

(二)引導問題:

1.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
 (A) 12000VA
 (B) 13000VA
 (C) 14000VA
 (D) 15000VA
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。

2.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
 (A) 35.9W
 (B) 45.9W
 (C) 55.9W
 (D) 65.9W
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:很好!真厲害!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。



                   345
3.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
 (A) 11000VAR
 (B) 12000VAR
 (C) 13000VAR
 (D) 14000VAR
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值

4.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,功率因數為多少?
 (A) 0
 (B) 1
 (C) 2
 (D) 3
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值!

5.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
 (A) 12000.2VA
 (B) 24000.2VA
 (C) 36000.2VA
 (D) 48000.2VA
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值!


                   346
6.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
 (A) 113.9W
 (B) 123.9W
 (C) 133.9W
 (D) 143.9W
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值!

7.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
 (A) -12000VAR
 (B) -24000VAR
 (C) -36000VAR
 (D) -48000VAR
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!

8.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
 (A) 0
 (B) 1
 (C) 2
 (D) 3
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值!


                   347
9.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓增
加,則視在功率會?
(A) 不變
(B) 越大
(C) 越小
(D) 先大後小
Ans:(B)
提示:請回憶一下前面幾題結果。
答對回饋:很好!
答錯回饋:請比較第一題與第五題的結果。

10.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則實功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:很好,請再接再勵!
 答錯回饋:請比較第二題與第六題的結果。

11.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則虛功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦!
 答錯回饋:請比較第三題與第七題的結果!

              348
12.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則功率因數會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:回想一下第四題和第八題答案的關聯!

13.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
 (A) 12000.2VA
 (B) 13000.2VA
 (C) 14000.2VA
 (D) 15000.2VA
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。

14.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
 (A) 61.9W
 (B) 71.9W
 (C) 81.9W
 (D) 91.9W
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。

                   349
15.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
 (A) -11000VAR
 (B) -12000VAR
 (C) -13000VAR
 (D) -14000VAR
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值。

16.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 30mH,
 C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
 (A) 0
 (B) 1
 (C) 2
 (D) 3
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。

17.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
 減少,則視在功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第十三題答案的關聯!

                   350
18.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
 減少,則實功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第十四題答案的關聯。

19.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
 減少,則虛功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第十五題答案的關聯。

20.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
 減少,則功率因數會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!


              351
 答錯回饋:回想一下第四題和第十六題答案的關聯。

21.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH,
  C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
  (A) 1110.1VA
  (B) 1220.2VA
  (C) 1330.3VA
  (D) 1440.4VA
  Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。

22.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH,
  C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
  (A) 12W
  (B)24W
  (C) 36W
  (D)48W
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。

23.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH,
  C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
  (A) 1220VAR
  (B) 1330VAR
  (C) 1440VAR
  (D) 1550VAR
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!

                   352
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!

24.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 15mH,
  C 設定為 1000uF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
  (A) 0.02
  (B) 0.22
  (C) 0.42
  (D) 0.62
  Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值!

25.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
  減少,則視在功率會?
  (A) 不變
  (B) 越大
  (C) 越小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:不答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第二十一題答案的關聯

26.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
  減少,則實功率會?
  (A) 不變
  (B) 越大
  (C) 越小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。

                   353
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第二十二題答案的關聯。

27.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
  減少,則虛功率會?
  (A) 不變
  (B) 越大
  (C) 越小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第二十三題答案的關聯。

28.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
  減少,則功率因數會?
  (A) 不變
  (B) 越大
  (C) 越小
  (D) 先大後小
  Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第二十四題答案的關聯!

29.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
  (A) 620.8VA
  (B) 720.8VA
  (C) 820.8VA
  (D) 920.8VA
  Ans: (B)

                   354
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。

30.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
  (A) 15.9W
  (B) 25.9W
  (C) 35.9W
  (D) 45.9W
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。

31.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
  (A) 420VAR
  (B) 520VAR
  (C) 620VAR
  (D) 720VAR
  Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!

32.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 30mH,
  C 設定為 500uF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
  (A) 0.04
  (B) 0.24
  (C) 0.44
  (D) 0.64
  Ans: (A)

                   355
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。

33.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則視在功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第二十九題答案的關聯。

34.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則實功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第三十題答案的關聯。

35.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則虛功率會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小

              356
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第三十一題答案的關聯!

36.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則功率因數會?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第三十二題答案的關聯。




              357
358
    單元 44:電阻\電容\電感的並聯功率
一、教學目標:
(一)透過 R-L-C 並聯電路中電源電壓、頻率、相角、電阻、電感及
  電容等數值,能瞭解如何求取視在功率(S)、實功率(P)、虛功率
  (Q)、功率因數(PF)等數值。
(二)透過實際的例子,能瞭解改變電壓、電阻、電感、電容等元件
  與視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率因數(PF)等數值之
  間的變化關係。


二、教學時數:四小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,R-L-C 並聯電路中交流功率的特性。主要實驗活動有下列三項:
  1.在直接觀察的情形下,電源電壓、頻率、相角、電阻、電感 及
   電容值為已知值求視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、功率
   因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
  2.在直接觀察的情形下,當頻率、相角、電阻、電感 及電容值
   為已知值,若電源電壓變大、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
   率(Q)、功率因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.9.10.11.12 題"
  3.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電感 及電
   容值為已知值,若電阻值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛
   功率(Q)、功率因數(PF)值。
   模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.17.18.19.20 題"
  4.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電容
   值為已知值,若電感值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功


                      359
  率(Q)、功率因數(PF)值。
  模擬實驗安排於"引導問題第 21.22.23.24.25.26.27.28 題"
 5.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電感
  值為已知值,若電容值變小、求視在功率(S)、實功率(P)、虛功
  率(Q)、功率因數(PF)值。
  模擬實驗安排於"引導問題第 29.30.31.32.33.34.35.36 題"


 電阻/電容/電感的並聯功率模擬實驗電路圖如圖 44 所示:



                                             單元名稱
                                             及說明




                                              操作區




         返回圖示

         操作說明區               作答區


             圖 44 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在一個電阻、電容、電感相互並聯形成封
  閉的迴路,做為此電路的負載。
 2.在本電路中,學習者可以自由操作的元件有:電源電壓、頻率、
  相角、 電阻、電容 及電感值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由示波器,觀察電路特性的變化波
  形,並了解視在功率(S)、實功率(P)、虛功率(Q)、波形因數(PF)

                     360
  值。
 4.在開始操作之前,請先電容與電感牽移至電路指定的位置上。
 5.其次,學習者可以 開啟電源供應器並選用不同的電壓、頻率、
  相角。
 6.再其次,學習者可以任意調電路元件值如電阻、電容 及電感
  等值,並留意觀察示波器等設備上 波型與值的改變。
 7.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 8.本單元共有 36 題練習題。

(二)引導問題:

 1.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
  (A) 12VA
  (B) 24VA
  (C) 36VA
  (D) 48VA
  Ans: (C)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:觀察示波器上的 S 值


 2.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
  (A) 0.1W
  (B) 1.1W
  (C) 11.1W
  (D) 111.1W
  Ans: (A)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:很好!真厲害!
  答錯回饋:觀察示波器上的 P 值
                     361
3.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100uH,
 C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
 (A) 12VAR
 (B) 24VAR
 (C) 36VAR
 (D) 48VAR
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!


4.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 100uH,
 C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,功率因數為多少?
 (A) 0
 (B) 1
 (C) 2
 (D) 3
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值!


5.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
 (A) 111VA
 (B) 122VA
 (C) 133VA
 (D) 144VA
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!

                    362
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值!


6.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
 (A) 0.2W
 (B) 0.4
 (C) 0.6W
 (D) 0.8W
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值!


7.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
 (A) 111VA
 (B) 122VA
 (C) 133VA
 (D) 144VA
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!


8.在此電路中,將 V 設定為 120V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
 (A) 0
 (B) 1
 (C) 2
 (D) 3
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作。

                  363
答對回饋:答對了!有實力喔!
答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值!


9.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓增
加,則視在功率會?
(A) 不變
(B) 越大
(C) 越小
(D) 先大後小
Ans:(B)
提示:請回憶一下前面幾題結果。
答對回饋:很好!
答錯回饋:請比較第一題與第五題的結果。


10.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則實功率會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:請比較第二題與第六題的結果。


11.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
 增加,則虛功率會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小

               364
  Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
 答錯回饋:請比較第三題與第七題的結果!


12.在此電路中,當電阻、電感、電容、 頻率不變下,將電源電壓
  增加,則功率因數會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:回想一下第四題和第八題答案的關聯!


13.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 100uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
  (A) 52.1VA
  (B) 62.1VA
  (C) 72.1VA
  (D) 82.1VA
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值!


14.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 100uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
  (A) 0.2W
  (B) 0.4 W


                    365
  (C) 0.6W
  (D) 0.8W
  Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。


15.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 100uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
  (A) 52.1VAR
  (B) 62.1VAR
  (C) 72.1VAR
  (D) 82.1VAR
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!


16.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 50 歐姆,L 設定為 100uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
  (A) 0
  (B) 1
  (C) 2
  (D) 3
  Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。


17.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
  減少,則視在功率會?
  (A) 不變

                    366
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第十三題答案的關聯。


18.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
 減少,則實功率會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第十四題答案的關聯。


19.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
 減少,則虛功率會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第十五題答案的關聯。




              367
20.在此電路中,當電源電壓、電感、電容、 頻率不變下,將電阻
  減少,則功率因數會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第十六題答案的關聯。


21.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 50uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多少?
  (A) 12VA
  (B) 24VA
  (C) 36VA
  (D) 48VA
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。


22.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 50uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
  (A) 1.7W
  (B) 2.7W
  (C) 3.7W
  (D) 4.7W
  Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值。
                    368
23.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 50uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
  (A) 15.9VAR
  (B) 25.9VAR
  (C) 35.9VAR
  (D) 45.9VAR
  Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值。


24.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為 50uH,
  C 設定為 300mF,頻率設定為 30Hz,功率因數值為多少?
  (A) 0.04
  (B) 0.24
  (C) 0.44
  (D) 0.64
  Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。


25.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
  減少,則視在功率會?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
                    369
 答錯回饋:回想一下第一題和第二十一題答案的關聯。


26.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
 減少,則實功率會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第二十二題答案的關聯。


27.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
 減少,則虛功率會?
 (A) 不變但方向改變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第二十三題答案的關聯。


28.在此電路中,當電源電壓、電阻、電容、 頻率不變下,將電感
 減少,則功率因數會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)

               370
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第二十四題答案的關聯。


29.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 150mF,頻率設定為 30Hz,視在功率值為多
 少?
 (A) 12VA
 (B) 24VA
 (C) 36VA
 (D) 48VA
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 S 值。


30.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 150mF,頻率設定為 30Hz, 實功率值為多少?
 (A) 0.2W
 (B) 0.4W
 (C) 0.6 W
 (D) 0.8W
 Ans: (D)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 P 值!


31.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 150mF,頻率設定為 30Hz,虛功率值為多少?
 (A) 15.9VAR
 (B) 25.9VAR
 (C) 35.9VAR

                  371
 (D)45.9VAR
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 Q 值!


32.在此電路中,將 V 設定為 60V,R 設定為 100 歐姆,L 設定為
 100uH, C 設定為 150mF 頻率設定為 30Hz,功率因數值為多
 少?
 (A) 0.02
 (B) 0.22
 (C) 0.42
 (D) 0.62
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:觀察示波器上的 PF 值。


33.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則視在功率會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第一題和第二十九題答案的關聯。


34.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則實功率會?


                  372
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第二題和第三十題答案的關聯。


35.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則虛功率會?
 (A) 不變但反向
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第三題和第三十一題答案的關聯。


36.在此電路中,當電源電壓、電阻、電感、 頻率不變下,將電容
 減少,則功率因數會?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:回想一下第四題和第三十二題答案的關聯。


              373
374
          單元 45:串聯諧振電路
一、教學目標:
 (一)透過 R-L-C 的串聯電路中,能瞭解諧振頻率是由 L C 來決定,
   諧振電流是由 R 來決定。
 (二)透過實際的例子,能瞭解改變電源電壓、電阻、電感、電容等
   元件,瞭解諧振頻率與諧振電流的變化。
                    ,電感或電容上的電壓會
 (三)瞭解串聯諧振為電壓共振(電壓放大)
   比電源電壓更大。
 (四)瞭解串聯諧振的品質因數與選擇性的關係。


二、教學時數:四小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
 ,                    。
畫 負載為 R-L-C 串聯電路中諧振的特性 主要實驗活動有下列七項:
  1.在直接觀察的情形下,頻率、相角、電阻、電感 及電容值為
   已知值,當改變電源電壓的大小來看諧振電流及諧振頻率的變
   化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.題"
  2.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電感 及電
   容值為已知值,若電阻值變大,查看諧振電流及諧振頻率的變
   化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 6.7.8.9.10.題"
  3.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電容
   值為已知值,若電感值變大,查看諧振電流及諧振頻率的變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 11.12.13.14.15.題"
  4.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電感
   值為已知值,若電容值變大,查看諧振電流及諧振頻率的變化。


                    375
  模擬實驗安排於"引導問題第 16.17.18.19.20.題"
 5.在串聯諧振時電阻、電感、電容上的電壓之計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 21.22.23.24.題"
 6.在直接觀察的情形下,由各元件上電壓降的大小來判斷電路的
  性質。
  模擬實驗安排於"引導問題第 25.26.27.題"
 7.在直接觀察的情形下,瞭解串聯諧振的品質因數與選擇性的關
  係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 28.29.30.題"


 串聯諧振電路模擬實驗電路圖如圖 45 所示:



                                    單元名稱
                                    及說明




                                     操作區




        返回圖示

        操作說明區             作答區


            圖 45 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.點選交流電流表(ACA),將其拖曳到圖中暗示的地方。
 2.點選交流電壓表(ACV),將其拖曳到圖中暗示的地方。
 3.電源供應器有電壓(V)、頻率(FRQ)及相角(ANG)三種變項。
                   376
 4.電源電壓(V)有 60V、70 V、80 V、60√2 V、100 V、110 V、
                          。有 8 種電壓值可以
  120 V、及 120√2V 等(均為最大值電壓)
  選擇。
 5.頻率 FRQ 可以從 6Hz 到 200Hz 來做調整。
 6.相角 ANG 可以從 0 度到 60 度來做調整。
 7.電路上有 R、L、C 調整棒可供調整其大小。
 8.電阻 R 可以調整從 3Ω到 100Ω。
 9.電感 L 可以調整從 0.2mH 到 100mH。
 10.電容 C 可以調整從 20uF 到 500uF。
 11.操作上述變數項目,可以觀察諧振電流與諧振頻率之不同變
   化,且交流電流表 ACA 表示電路真實的電流值,而特性曲線
   上的電流及頻率表示理想諧振時的電流及頻率,若將訊號產
   生器中的頻率調成諧振頻率則曲線上的電流值與交流電流表
   ACA 的電流值一致。
 12.本單元共有 27 題練習題。

(二)引導問題:

 1.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=3Ω,L=14.1mH,C=500μF,電壓=60V 伏
  特時,諧振電流值=?
  (A) 14.14A
  (B) 19.35A
  (C) 23.22A
  (D) 29.26A
  Ans: (A)
  提示:請確實照著題意操作
  答對回饋:答對了!你已經有了諧振的觀念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


 2.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=3Ω,L=14.1mH,C=500μF,V=100 伏特
  時, 諧振電流值=?
  (A) 16.1A

                       377
 (B) 23.56A
 (C) 26.22A
 (D) 29.26A
 Ans: (B)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:很好!你已經有了諧振的觀念,真厲害!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


3.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=3Ω,L=14.1mH,C=500μF,V=120 伏特
 時, 諧振電流值=??
 (A) 16.1A
 (B) 19.35A
 (C) 28.27A
 (D) 39.26A
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


4.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=3Ω,L=14.1mH,C=500μF,若電壓越
 大, 諧振電流為何?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:根據第 2 及第 3 題的結果推理一下。
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


5.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=3Ω,L=14.1mH,C=500μF 時,V 越大,
 則諧振頻率 ?
                      378
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:根據第 2 及第 3 題的結果推理一下。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


6.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=14.1mH,C=500μF, R=10
 Ω時, 諧振電流值=?
 (A) 8.48A
 (B) 6.69A
 (C) 4.84A
 (D) 2.25A
 Ans: (A)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


7.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=14.1mH,C=500μF, R=50
 Ω時, 諧振電流值=?
 (A) 3.22A
 (B) 1.69A
 (C) 0.84A
 (D) 0.25A
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!




                       379
8.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=14.1mH,C=500μF, R=100
 Ω時, 諧振電流值=?
 (A) 3.22A
 (B) 1.69A
 (C) 0.84A
 (D) 0.25A
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


9.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=14.1mH,C=500μF 時, R
 越大,則諧振電流值?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:很有概念哦!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


10.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=14.1mH,C=500μF 時, R
  越大,則諧振頻率 ?
  (A) 不變
  (B) 越大
  (C) 越小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
  提示:請回憶一下前面幾題結果。
  答對回饋:請再接再勵!

                       380
  答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


11.當 V=120 伏特, R=3Ω,C=500μF, L=14.1mH 時, 諧振頻率值
  =?
  (A) 60
  (B) 32
  (C) 22
  (D) 11
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作。
  答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


12.當 V=120 伏特, R=3Ω,C=500μF, L=35mH 時, 諧振頻率值=?
  (A) 188
  (B) 38
  (C) 22
  (D) 11
  Ans: (B)
  提示:請照著題目指定數據操作。
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


13.當 V=120 伏特, R=3Ω,C=500μF, L=90mH 時, 諧振頻率值=?
  (A) 88
  (B) 32
  (C) 24
  (D) 11
  Ans: (C)
  提示:請照著題目指定數據操作。
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!

                    381
14.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω,C=500μF 時, L 越
  大, 諧振頻率值?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 不變
  (D) 先大後小
  Ans:(B)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
  答對回饋:很好!太棒了!
  答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


15.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω,C=500μF 時, L 越
  大, 諧振電流值?
  (A) 越大
  (B) 越小
  (C) 不變
  (D) 先大後小
  Ans:(D)
  提示:想一想電感與電容的向量結果,帶給你什麼樣的推論。
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再思考一下向量的觀念!


16.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH,C=100
  μF,時, 諧振電流值=?
  (A)3.96A
  (B) 6.6A
  (C) 9.22A
  (D) 12.23A
  Ans: (A)
  提示:請確實照著題意操作。

                       382
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


17.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH,C=250
  μF 時, 諧振電流值=?
  (A) 6.14A
  (B) 13.93A
  (C) 23.22A
  (D) 35.23A
  Ans: (B)
  提示:請照著題目指定數據操作。
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


18.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH,C=500
  μF 時, 諧振電流值=?
  (A) 5.14A
  (B) 13.6A
  (C) 28.27A
  (D) 35.23A
  Ans: (C)
  提示:請照著題目指定數據操作。
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


19.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH 時,C
  越大, 則諧振電流?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
                       383
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


20.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH 時,C
  越大,則諧振頻率?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


21.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH,C=500
  μF 時則電阻壓降為?
  (A) 84.83
  (B) 149.88
  (C) 178.95
  (D) 240
  Ans: (A)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


22.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH,C=500
  μF 時則電感壓降為?
  (A) 84.83
  (B) 149.88
  (C) 178.95
  (D) 240
                       384
  Ans:(B)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


23.當 F=60Hz,Ang=30 度 , V=120 伏特, R=3Ω, L=14.1mH,C=500
  μF 時則電容壓降為?
  (A) 84.83
  (B) 149.88
  (C) 178.95
  (D) 240
  Ans: (B)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


24.電路上的電感及電容上的電壓值會比電源電壓
  (A) 大
  (B) 小
  (C) 不一定
  (D) 相等
  Ans:(C)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


25.電路上電感的電壓值比電容上電壓大,表示電路呈現性質
  (A)電阻
  (B)電感
  (C)電容
  (D)不一定

                       385
  Ans:(B)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


26.電路上電感的電壓值比電容上電壓小,表示電路呈現性質
  (A)電阻
  (B)電感
  (C)電容
  (D)不一定
  Ans:(C)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


27.電路上電感的電壓值比電容上電壓相等,表示電路呈現性質
  (A)電阻
  (B)電感
  (C)電容
  (D)不一定
  Ans:(A)
  提示:想一想諧振特性結果的推論"。
  答對回饋:答很好!你完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


28.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=3Ω,L=14.1mH,C=500μF,電壓=60V
  伏特時,電路的品質因數 Q 為
  (A) 1.1
  (B) 1.4
  (C) 1.6
  (D) 1.8

                      386
  Ans:(D)
  提示:Q=X/R,X=∣XL-XC∣
  答對回饋:答對了!你已經有了諧振的觀念!再繼續挑戰
          吧!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


29.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=5Ω,L=14.1mH,C=500μF,電壓=60V
  伏特時,電路的品質因數 Q 為
  (A) 1.1
  (B) 1.4
  (C) 1.6
  (D) 1.8
  Ans: (A)
  提示:Q=X/R,X=∣XL-XC∣
  答對回饋:答對了!你已經有了諧振的觀念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


30.當品質因數愈高表示電路的選擇性會如何?
  (A) 好
  (B)差
  (C)不一定
  (D)都可以
  Ans:(A)
  提示:Q=X/R,X=∣XL-XC∣
  答對回饋:很好!你完成本單元了!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!




                      387
388
          單元 46:並聯諧振電路
一、教學目標:
 (一)透過 R-L-C 的並聯電路中,能瞭解諧振頻率是由 L C 來決定,
   諧振電流是由 R 來決定。
 (二)透過實際的例子,能瞭解改變電源電壓、電阻、電感、電容等
   元件瞭解諧振頻率與諧振電流的變化。
                    ,電感或電容上的電流會
 (三)瞭解並聯諧振為電流共振(電流放大)
   比電源電流更大。


二、教學時數:四小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
 ,                    。
畫 負載為 R-L-C 並聯電路中諧振的特性 主要實驗活動有下列六項:
  1.在直接觀察的情形下,頻率、相角、電阻、電感 及電容值為
   已知值,當改變電源電壓的大小來看諧振電流及諧振頻率的變
   化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.題"
  2.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電感 及電
   容值為已知值,若電阻值變大,查看諧振電流及諧振頻率的變
   化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 6.7.10.題"
  3.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電容
   值為已知值,若電感值變大,查看諧振電流及諧振頻率的變化。
  模擬實驗安排於"引導問題第 11.12.13.14.15.題"
  4.在直接觀察的情形下,當電源電壓、頻率、相角、電阻、電感
   值為已知值,若電容值變大,查看諧振電流及諧振頻率的變化。
   模擬實驗安排於"引導問題第 16.17.18.19.20.題"


                    389
 5.在並聯諧振時電阻、電感、電容上的電流之計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 21.22.23.24.題"
            ,
 6.在直接觀察的情形下 由各元件上電流的大小來判斷電路的性質。
  模擬實驗安排於"引導問題第 8.9.25.26.27.題"


 並聯諧振電路模擬實驗電路圖如圖 46 所示:



                                          單元名稱
                                          及說明




                                           操作區




         返回圖示

         操作說明區              作答區


             圖 46 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.點選交流電流表(ACA),將其拖曳到圖中暗示的地方。
 2.點選交流電壓表(ACV),將其拖曳到圖中暗示的地方。
 3.電源供應器有電壓(V)、頻率(FRQ)及相角(ANG)三種變項。
 4.電源電壓(V)有 60V、70 V、80 V、60√2 V、100 V、110 V、
  120 V、及 120√2V 等        。8
                  (均為最大值電壓) 種電壓值可以選擇。
 5.頻率 FRQ 可以從 6Hz 到 120Hz 來做調整。
 6.相角 ANG 可以從 0 度到 60 度來做調整。
 7.電路上有 R、L、C 調整棒可供調整其大小。
                    390
8.電阻 R 可以調整從 1Ω到 50Ω。
9.電感 L 可以調整從 20mH 到 300mH。
10.電容 C 可以調整從 30uF 到 1000uF。
11.操作上述變數項目,可以觀察諧振電流與諧振頻率之不同變
  化,且交流電流表 ACA 表示電路真實的電流值,而特性曲線
  上的電流及頻率表示理想諧振時的電流及頻率,若將訊號產
  生器中的頻率調成諧振頻率則曲線上的電流值與交流電流表
  ACA 的電流值一致。
12.本單元共有 27 題練習題。

(二)引導問題:

1.當 F=60Hz,Ang=30 度,R=15Ω,L=20mH,C=353μF,V=60 伏特時,
 諧振電流值=?
 (A) 2.82A
 (B) 7.7A
 (C) 8.84A
 (D) 9.21A
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!。
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


2.當 F=60Hz,Ang=30 度, R=15Ω,L=20mH,C=353μF,V=100 伏特
 時,諧振電流值=?
 (A) 3.42A
 (B)4.71A
 (C) 8.84A
 (D) 10.21A
 Ans: (B)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:很好!你已經有了諧振的觀念,真厲害!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!
                      391
3.當 F=60Hz,Ang=30 度, R=15Ω,L=20mH,C=353μF,V=120 伏特
 時,諧振電流值=?
 (A) 2.42A
 (B) 3.7A
 (C) 5.65A
 (D) 9.21A
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


4.當 F=60Hz,Ang=30 度, R=15Ω,L=20mH,C=353μF 時,V 越大,
 則諧振電流?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(A)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


5.當 F=60Hz,Ang=30 度, R=15Ω,L=20mH,C=353μF,V 越大,則諧
 振頻率?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。

                      392
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


6.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=20mH,C=900μF, R=10Ω
 時,諧振頻率值=?
 (A) 37 Hz
 (B) 60 Hz
 (C) 70 Hz
 (D) 80 Hz
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:觀察螢幕上的 XL 值!


7.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=20mH,C=900μF, R=25Ω
 時,諧振頻率值=?
 (A) 37 Hz
 (B) 60 Hz
 (C) 70 Hz
 (D) 80 Hz
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


8.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=20mH,C=900μF,電容器
 上的電流較電感電流為大,則電路呈現何種性質?
 (A) 電阻 R
 (B) 電感 L
 (C) 電容 C
 (D) 不一定
 Ans:(C)
                      393
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:向量的觀念!


9.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=35mH,C=100μF 時,電容
 器上的電流較電感電流為小,則電路呈現何種性質?
 (A) 電阻 R
 (B) 電感 L
 (C) 電容 C
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論"
 答對回饋:不錯很棒!
 答錯回饋:向量的觀念!


10.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特,L=20mH,C=30μF 時, R 越
  大,則諧振頻率?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(A)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
  答對回饋:請再接再勵!
  答錯回饋:諧振的觀念!


11.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特, R=20Ω,C=353μF,
  L=20mH 時,諧振電流值=?
  (A)4.24A
  (B) 6.84A
  (C) 8.84A

                       394
  (D) 12.84A
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作。
  答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


12.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特, R=20Ω,C=353μF,
  L=150mH 時,諧振頻率值=?
  (A) 22 Hz
  (B) 44 Hz
  (C) 66 Hz
  (D)120 Hz
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


13.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特, R=20Ω,C=353μF,
  L=300mH 時,諧振頻率值=?
  (A) 15 Hz
  (B) 30 Hz
  (C) 60 Hz
  (D) 120 Hz
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


14.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特, R=20Ω,C=353μF, L 越大,
  則諧振頻率=?
  (A) 不變
  (B) 變大

                       395
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再思考一下諧振頻率的公式!


15.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特, R=1Ω,C=30μF 時, L 越大,
  則電路呈現何種性質
  (A) 電阻
  (B) 電感
  (C) 電容
  (D) 不一定
  Ans:(C)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
  答對回饋:很好!
  答錯回饋:再思考一下向量的啟示!


16.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH, C=353μF
  時,諧振電流值=?
  (A) 28.27A
  (B) 34.84A
  (C) 44.84A
  (D) 64.84A
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作!
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下題意所給你的啟示!


17.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH, C=500μF
  時,諧振頻率值=?"

                       396
  (A) 49 Hz
  (B) 100 Hz
  (C) 198 Hz
  (D) 200 Hz
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下諧振頻率的公式!


18.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH, C=1000μ
  F 時, 諧振頻率值=?"
  (A) 35 Hz
  (B) 50 Hz
  (C) 60 Hz
  (D) 70 Hz
  Ans: (A)
  提示:請照著題目指定數據操作
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下諧振頻率的公式!


19.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH 時, C 越大,
  則諧振頻率?
  (A) 不變
  (B) 變大
  (C) 變小
  (D) 先大後小
  Ans:(C)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下諧振頻率的公式!




                       397
20.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=120 伏特, R=1Ω, L=20mH 時, C 越大,
  則電路呈現何種性質?
  (A) 電阻 R
  (B) 電感 L
  (C) 電容 C
  (D) 不一定
  Ans:(C)
  提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論!
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下向量的啟示!


21.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH, C=353μF
  時,則電阻上的電流為?
  (A) 28.27
  (B) 149.88
  (C) 78.95
  (D) 120 A
  Ans: (A)
  提示:想一想諧振特性結果的推論。
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


22.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH, C=353μF
  時,則電感上的電流為?
  (A) 7.54
  (B) 149.88
  (C) 78.95
  (D) 120 A
  Ans: (A)
  提示:想一想諧振特性結果的推論。
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!
                       398
23.當 F=60Hz,Ang=30 度, V=80 伏特, R=2Ω, L=20mH, C=353μF
  時,則電容上的電流為?
  (A) 7.54
  (B) 149.88
  (C) 78.95
  (D) 120 A
  Ans: (A)
  提示:想一想諧振特性結果的推論。
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


24.電路上的電感及電容上的電流值會比電源電流
  (A) 大
  (B) 小
  (C) 不一定
  (D) 相等
  Ans:(C)
  提示:想一想諧振特性結果的推論。
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


25.電路上電感的電流值比電容上電流大,表示電路呈現性質
  (A) 電阻
  (B) 電感
  (C) 電容
  (D) 不一定
  Ans:(B)
  提示:想一想諧振特性結果的推論。
  答對回饋:很好!你快完成本單元了!
  答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!

                       399
26.電路上電感的電流值比電容上電流小,表示電路呈現性質
 (A) 電阻
 (B) 電感
 (C) 電容
 (D) 不一定
 Ans:(C)
 提示:想一想諧振特性結果的推論"。
 答對回饋:很好!你快完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!


27.電路上電感的電流值比電容上電流相等,表示電路呈現性質
 (A) 電阻
 (B) 電感
 (C) 電容
 (D) 不一定
 Ans:(A)
 提示:想一想諧振特性結果的推論"。
 答對回饋:答很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下 R、L、C 向量所給你的啟示!




             400
         單元 47:Y-△阻抗的互換
一、教學目標:
(一)透過等效電路的轉換,能瞭解三角型電路與 Y 型電路阻抗互換
  的方式。
(二)透過實際的例子,能瞭解阻抗互換時電阻 R、電感抗 XL 及電
  容抗 Xc 值之間的相互關係。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
  本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,模擬三角型電路與 Y 型電路的變換。主要實驗活動有下列四項:
  1.在直接觀察的情形下,計算三角型電路變換為 Y 型電路的 R、
  XL、Xc 各等效值。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3 題"
  2.在直接觀察的情形下,計算三角型電路中 R 的值變小後變換為
  Y 型電路的 R、XL、Xc 各等效值及其關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 4.5.6.7.8.9 題"
  3.在直接觀察的情形下,計算三角型電路中 XL 的值變小後變換
  為 Y 型電路的 R、XL、Xc 各等效值及其關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 10.11.12.13.14.15 題"
  4.在直接觀察的情形下,計算三角型電路中 Xc 的值變小後變換
  為 Y 型電路的 R、XL、Xc 各等效值及其關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 16.17.18.19.20.21 題"




                    401
 Y-三角阻抗的互換模擬實驗電路圖如圖 47 所示:



                                單元名稱
                                及說明



                                 操作區




       返回圖示

       操作說明區              作答區


           圖 47 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元的電路特性是在三組電阻、電容、電感相互接聯形成封
  閉的三角迴路。
 2.在本電路中,學習者可以自由操作的元件有: 電阻、電容抗
  及電感抗值等。
 3.在本電路中,學習者可以藉由操作電阻、 電容抗及電感抗值
  等,再按左上角的三角形按鍵。
 4.學習者可以看見整個電路變成 Y 型電路。
 5.在 Y 型電路上的電阻、電容抗及電感抗等值,就是原來三角型
  電路的等效值。
 6.等效值的意義就是效果相同的值。
 7.熟練各項操作後,學習者可以嘗試練習本單元所設計的練習
  題,以加深學習者對本單元的認知。
 8.本單元共有 21 題練習題。
                    402
(二)引導問題:

1.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆,XL 都設
 定為 J99, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中R為多少等效電
 阻?
 (A) 11 歐姆
 (B) 22 歐姆
 (C) 33 姆
 (D) 44 歐姆
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:照著題意操作後,再按下螢幕左上角的三角圖示。


2.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都設
 定為 J99, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中 XL 為多少等效電
 感抗?
 (A) J11
 (B) J22
 (C) J33
 (D) J44
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:很好!真厲害!
 答錯回饋:照著題意操作後,再按下螢幕左上角的三角圖示。


3.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都設
 定為 J99, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中 Xc 為多少等效電容
 抗?
 (A)-J11
 (B) -J22
 (C) -J33

                   403
 (D) -J44
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:照著題意操作後,再按下螢幕左上角的三角圖示。


4.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 47 歐姆, XL 都設
 定為 J99, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中R為多少等效電
 阻?
 (A) 10.66 歐姆
 (B) 15.66 歐姆
 (C) 20.66 歐姆
 (D) 25.66 歐姆
 Ans:(B)
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5.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 47 歐姆, XL 都設
 定為 J99, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中 XL 為多少等效電
 感抗?
 (A) J11
 (B) J22
 (C) J33
 (D) J44
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
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                   404
6.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 47 歐姆, XL 都設
 定為 J99, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中 Xc 為多少等效電容
 抗?
 (A)-J11
 (B) -J22
 (C) -J33
 (D) -J44
 Ans:  (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:照著題意操作後,再按下螢幕左上角的三角圖示。


7.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電感抗與電容抗不變,若將電阻
 減小,在 Y 形電路中R的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C)越小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果!
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:回想一下第 1 題和第 4 題答案的關聯!


8.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電感抗與電容抗不變,若將電阻
 減小,在 Y 形電路中電感抗的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果!

                   405
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9.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電感抗與電容抗不變,若將電阻
 減小,在 Y 形電路中電容抗的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C)越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果!
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:回想一下第 3 題和第 6 題答案的關聯。


10.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都
 設定為 J50, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中R為多少等效電
 阻?
 (A) 11 歐姆
 (B) 22 歐姆
 (C) 33 歐姆
 (D) 44 歐姆
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:很好,請再接再勵!
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11.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都
 設定為 J50, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中 XL 為多少等效
 電感抗?
 (A) J8.66
 (B) J16.66

                   406
 (C) J24.66
 (D) J32.66
 Ans: (B)
 提示:請確實照著題意操作。
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12.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都
 設定為 J50, Xc 都設定為-J99,若在 Y 形電路中 Xc 為多少等效
 電容抗?
 (A)-J11
 (B) -J22
 (C) -J33
 (D) -J44
 Ans:  (C)
 提示:請確實照著題意操作
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13.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電阻與電容抗不變,若將電感抗
 減小,在 Y 形電路中電阻的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C)越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
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                   407
14.在三角形電路 AB, BC 及 AC 間,電阻與電容抗不變,若將電感
 抗減小,在 Y 形電路中電感抗的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C)越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
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15.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電阻與電容抗不變,若將電感抗
 減小,在 Y 形電路中電容抗的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C)越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
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16.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都
 設定為 J99, Xc 都設定為-J50,若在 Y 形電路中R為多少等效電
 阻?
 (A) 11 歐姆
 (B) 22 歐姆
 (C) 33 歐姆
 (D) 44 歐姆
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作
                   408
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17.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都
 設定為 J99, Xc 都設定為-J50,若在 Y 形電路中 XL 為多少等效
 電感抗?
 (A) J11
 (B) J22
 (C) J33
 (D) J44
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作
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18.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,將 R 都設定為 99 歐姆, XL 都
 設定為 J99, Xc 都設定為-J50,若在 Y 形電路中 Xc 為多少等效
 電容抗?
 (A) -J16.66
 (B) -J8.88
 (C) -J12.66
 (D) -J18.88
 Ans:  (A)
 提示:請確實照著題意操作
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19.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電阻與電感抗不變,若將電容抗
 減小,在 Y 形電路中電阻的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
                   409
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果。
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 答錯回饋:回想一下第 1 題和第 16 題答案的關聯。


20.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電阻與電感抗不變,若將電容抗
 減小,在 Y 形電路中電感抗的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(A)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
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21.在三角形電路 AB,BC 及 AC 間,電阻與電感抗不變,若將電容抗
 減小,在 Y 形電路中電容抗的變化是?
 (A) 不變
 (B) 越大
 (C) 越小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:請回憶一下前面幾題結果
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
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                410
   單元 48:交流電源單相三線供電系統
一、教學目標:
(一)瞭解交流電源配電的系統中,1Φ2ω與 1Φ3ω的供電方式。
(二)瞭解 1Φ2ω與 1Φ3ω的比較及注意事項。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,主要實驗活動有下列五項:
 1.1Φ3ω中負載端電壓為定值時線路電阻與電源電壓大小的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
 2.1Φ3ω中負載端電壓為定值時線路電阻與消耗功率大小的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.題"
 3.1Φ2ω中負載端電壓為定值時線路電阻與電源電壓大小的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 9.10.11.題"
 4.1Φ2ω中負載端電壓為定值時線路電阻與消耗功率大小的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.題"
 5.1Φ2ω與 1Φ3ω中的比較。
  模擬實驗安排於"引導問題第 12.題"




                  411
 交流電源單相三線供電系統模擬實驗電路圖如圖 48 所示:



                                 單元名稱
                                 及說明




                                  操作區




        返回圖示

        操作說明區            作答區


             圖 48 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元有 4 個主題,名稱分別是 :
  (1)1Φ3ω的供電系統
  (2)1Φ2ω的供電系統
  (3)1Φ3ωVs 1Φ2ω
  (4)1Φ3ω注意事項
 2.在 1Φ3ω的供電系統中,了解電線桿供應 220V 電源到一般住
  宅的分配原則。
 3.Fire 是指火線,N 是指接地線。
 4.在 1Φ2ω的供電系統中,了解電線桿供應 110V 電源到一般住
  宅的概念。
 5.在 1Φ3ωVs 1Φ2ω中,學習各相電壓與電流關係。


                   412
6.學習者操作的是代表電阻值線路上的電阻。
7.不同的線路電阻會產生不同的功率消耗損失。
8.在 1Φ3ω注意事項 部份,先將電視機與洗衣機拖曳就定位
 後,兩者就開始正常運作。如果中性線斷了線,會導致 負載
 小(或阻抗大)的電器(如電視機)先燒毀。因為斷線之後,端電壓
 變成 220 伏特。阻抗大者分到較大的電壓, 就會立刻燒毀。
                         ,
9.請操作主題 3 的 1Φ3ω Vs 1Φ2ω後 再練習本單元的練習題。
10.本單元共有 16 題練習題。

(二)引導問題:

1.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =1Ω時,電源電
 壓 ACV 將被調整為?
 (A) 111V
 (B) 115V
 (C) 120V
 (D) 130V
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


2.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =5Ω時,電源電
 壓 ACV 將被調整為?
 (A) 111V
 (B) 115V
 (C) 120V
 (D) 130V
 Ans: (B)
 提示:請照著題目指定數據操作!
 答對回饋:很好!你已經有了阻抗的觀念,真厲害!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


                413
3.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =10Ω時,電源電
壓 ACV 將被調整為?
(A) 111V
(B) 115V
(C) 120V
(D) 130V
Ans: (C)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!真棒!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


4.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R 越大,則電源電壓
ACV 將被調整為?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(A)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
答對回饋:答對了!你做的很好!
答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


5.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =1Ω時,線路消
耗功率?
(A) 2W
(B) 10W
(C) 20W
(D) 30W
Ans: (A)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!
                414
6.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =5Ω時,線路消
耗功率?
(A) 2W
(B) 10W
(C) 20W
(D) 30W
Ans: (B)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


7.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =10Ω時,線路消
耗功率?
(A) 2W
(B) 10W
(C) 20W
(D) 30W
Ans: (C)
提示:請照著題目指定數據操作
答對回饋:答對了!太棒了!
答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


8.在 1Φ3ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R 越大時,則線路
消耗功率?
(A) 越大
(B) 越小
(C) 不變
(D) 先小後大
Ans:(A)
提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
答對回饋:答對了!有實力喔!
                415
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


9.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =1Ω時, 電源電
 壓 ACV 將被調整為?
 (A) 114V
 (B) 130V
 (C) 150V
 (D) 160V
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:觀念正確!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


10.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =5Ω時, 電源
 電壓 ACV 將被調整為?
 (A) 114V
 (B) 130V
 (C) 150V
 (D) 160V
 Ans: (B)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


11.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =10Ω時, 電源
 電壓 ACV 將被調整為?
 (A) 114V
 (B) 130V
 (C) 150V
 (D) 160V
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作

                 416
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


12.在相同負載、距離得到相同的電源總輸出功率,1Φ3ω制線
 路用銅量可較 1Φ2ω制節省多少?
 (A) 25%
 (B) 40.5%
 (C) 62.5%
 (D) 80%
 Ans: (C)
 提示:R=ρ * 導線長度 / 導線截面積。
 答對回饋:答對了!很好,太棒了哦!
 答錯回饋:1Φ3ω為 3*R;1Φ2ω為 2*R!


13.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =1Ω時, 則線
 路消耗功率?
 (A) 8W
 (B) 24W
 (C) 40W
 (D) 80W
 Ans: (A)
 提示:P = I^2*R*2。
 答對回饋:很好!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同


14.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =5Ω時, 則線
 路消耗功率?
 (A) 8W
 (B) 40W
 (C) 56W
 (D) 80W
 Ans: (B)

                   417
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


15.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻 R =10Ω時, 則線
 路消耗功率?
 (A) 8W
 (B) 40W
 (C) 56W
 (D) 80W
 Ans: (D)
 提示:請照著題目指定數據操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


16.在 1Φ2ω制中,為使負載端固定,若線路電阻越大時, 則線路消
 耗功率?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先小後大
 Ans:(A)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:很好!你完成本單元了
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!




                418
    單元 49:三相交流電源的基本特性
一、教學目標:
(一)瞭解交流電源 Y 型及Δ型連接的向量相位關係。
(二)瞭解交流電源正相序及負相序的向量相位關係。


二、教學時數:二小時。

三、實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫,主要實驗活動有下列四項:
 1.Δ型正相序 A-B-C 時的相電流與線電流的向量相位關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.5.6.題"
 2.Δ型負相序 C-B-A 時的相電流與線電流的向量相位關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 7.8.9.10.11.12 題"
 3. Y 型正相序 A-B-C 時的相電壓與線電壓的向量相位關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.題"
 4. Y 型負相序 C-B-A 時的相電壓與線電壓的向量相位關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 16.17.18.19.20.21.22.23.24.題"




                     419
 三相交流電源的基本特性模擬實驗電路圖如圖 49 所示:



                                   單元名稱
                                   及說明




                                    操作區




       返回圖示

       操作說明區              作答區


           圖 49 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.學習者要觀察 3 相交流電在示波器上的 3 個波形的交互變化
  (紅、綠、藍)。
 2.學習者請先按下電路圖之圖示,以便將電路呈現出來(開始為
       。
  Y 型連接)
 3.學習者可以切換 Y 與Δ兩種不同的三相電路。
 4.在 Y 型與Δ型各有 A-B-C 及 C-B-A 等 2 種相序不同的
  電路向量。
 5.學習者可以移動相量提示鍵,以便學習三相電路各相量圖。
 6.本單元共有 24 題練習題。




                    420
(二)引導問題:

 1.在 A – B – C Δ相量圖中,設 A 相的線電流 Ioa=Ip∠0 則 A
  相的相電流=?
  (A) √3Ip∠-30
  (B) √3Ip∠-90
  (C) √3Ip∠-120
  (D) √3Ip∠-150
  Ans:(A)
  提示:請確實照著題意操作
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
      :              ,
  答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


 2.在 A – B – C Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 B 相的相電流=?
  (A) √3Ip∠-30
  (B) √3Ip∠-90
  (C) √3Ip∠-120
  (D) √3Ip∠-150
  Ans:(D)
  提示:請確實照著題意操作!
  答對回饋:很好!你已經有了向量的觀念,真厲害!
      :              ,
  答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


 3.在 A – B – C Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 C 相的相電流=?
  (A) √3Ip∠-30
  (B) √3Ip∠-90
  (C) √3Ip∠-120
  (D) √3Ip∠90
  Ans:(D)
  提示:請確實照著題意操作!
  答對回饋:答對了!真棒!

                   421
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


4.在 A – B – C Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 B 相的相電流
 Ibo=?
 (A) Ip∠90
 (B) Ip∠-90
 (C) Ip∠120
 (D) Ip∠-120
 Ans:(D)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!你做的很好!
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


5.在 A – B – C Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 C 相的相電流 Ico
 =?
 (A) Ip∠90
 (B) Ip∠-90
 (C) Ip∠120
 (D) Ip∠-120
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


6.在 A – B – C Δ相量圖中,B 相對 C 相的相電流關係為
 何?
 (A) 超前 120 度
 (B) 落後 120 度
 (C) 超前 90 度
 (D) 落後 90 度
 Ans:(B)

                   422
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!太棒了!
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


7.在 C –B–A Δ相量圖中,設 A 相的相電流 Ioa=Ip∠0 則 A 相
 的線電流=?
 (A) √3Ip∠-30"
 (B) √3Ip∠-90
 (C) √3Ip∠-120
 (D) √3Ip∠-150
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


8.在 C –B–A Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 B 相的線電流=?
 (A) √3Ip∠-30"
 (B) √3Ip∠90
 (C) √3Ip∠-120
 (D) √3Ip∠-150
 Ans:(B)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


9.在 C –B–A Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0,則 C 相的線電流=?
 (A) √3Ip∠-30"
 (B) √3Ip∠-90
 (C) √3Ip∠-120
 (D) √3Ip∠-150
 Ans:(D)

                  423
 提示:請照著題意指示操作。
 答對回饋:做得很好!
     :              ,
 答錯回饋 請將向量提示鍵移到適當的位置 看看向量圖的顯示。


10.在 C –B–A Δ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 B 相的相電流 Iob=?
 (A) Ip∠90
 (B) Ip∠-90
 (C) Ip∠120
 (D) Ip∠-120
 Ans:(C)
 提示:請照著題意指示操作
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
       顯示。


11.在 C –B–AΔ相量圖中,設 Ioa=Ip∠0 則 C 相的相電流 Ico =?
 (A) Ip∠90
 (B) Ip∠-90
 (C) Ip∠120
 (D) Ip∠-120
 Ans:(D)
 提示:請照著題意指示操作
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
       顯示。


12.在 C –B–AΔ相量圖中,B 相對 C 相的相電壓關係為何?
 (A) 超前 120 度
 (B) 落後 120 度
 (C) 超前 90 度
 (D) 落後 90 度

                   424
  Ans:(A)
  提示:請照著題意指示操作
  答對回饋:很好!你完成本單元了!
  答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
       顯示。


13.在 A – B – C Y 相量圖中,設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0
  則 AB 間的線電壓=?
  (A) √3Ep∠30
  (B) √3Ep∠-90
  (C) √3Ep∠-120
  (D) √3Ep∠-150
  Ans:(A)
  提示:請確實照著題意操作
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
       顯示。


14.在 A – B – C    Y 相量圖中, 設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0
  則 BC 間的線電壓=?
  (A) √3Ep∠30
  (B) √3Ep∠-90
  (C) √3Ep∠-120
  (D) √3Ep∠-150
  Ans:(B)
  提示:請確實照著題意操作!
  答對回饋:很好!你已經有了向量的觀念,真厲害!
  答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
       顯示。




                     425
15.在 A – B – C Y 相量圖中, 設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0
 則 CA 間的線電壓=?
 (A) √3Ep∠30
 (B) √3Ep∠-90
 (C) √3Ep∠-120
 (D) √3Ep∠150
 Ans:(D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


16.在 C – B – A Y 相量圖中,設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0
 則 AC 間的線電壓=?
 (A) √3Ep∠30
 (B) √3Ep∠-90
 (C) √3Ep∠-120
 (D) √3Ep∠-150
 Ans:(A)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


17.在 C – B – A Y 相量圖中, 設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0
 則 CB 間的線電壓=?
 (A) √3Ep∠30
 (B) √3Ep∠-90
 (C) √3Ep∠-120
 (D) √3Ep∠-150
 Ans:(B)
                  426
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:很好!你已經有了向量的觀念,真厲害!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


18.在 C – B – A Y 相量圖中, 設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0 則
 BA 間的線電壓=?
 (A) √3Ep∠30
 (B) √3Ep∠-90
 (C) √3Ep∠-120
 (D) √3Ep∠150
 Ans:(D)
 提示:請確實照著題意操作!
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


19.在 C – B – A Y 相量圖中, 設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0 則
 C 相的相電壓=?
 (A) Ep∠30
 (B) Ep∠-90
 (C) Ep∠-120
 (D) Ep∠150
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


20.在 C – B – A Y 相量圖中, 設 A 相的相電壓 Eoa=Ep∠0 則
 B 相的相電壓=?

                   427
 (A) Ep∠30
 (B) Ep∠-90
 (C) Ep∠120
 (D) Ep∠150
 Ans:(C)
 提示:請確實照著題意操作
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


21.在 C –B–A Y 相量圖中,B 相對 C 相的相電壓關係為何?
 (A) 超前 120 度
 (B) 落後 120 度
 (C) 超前 90 度
 (D) 落後 90 度
 Ans:(B)
 提示:請照著題意指示操作。
 答對回饋:做得很好!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


22.在 C –B–A Y 相量圖中,A 相對 C 相的相電壓關係為何?
 (A) 超前 120 度
 (B) 落後 120 度
 (C) 超前 90 度
 (D) 落後 90 度
 Ans:(A)
 提示:請照著題意指示操作
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。
                428
23.在 A –B–C Y 相量圖中,C 相對 A 相的相電壓關係為何?
 (A) 超前 120 度
 (B) 落後 120 度
 (C) 超前 90 度
 (D) 落後 90 度
 Ans:(A)
 提示:請照著題意指示操作
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。


24.在 A –B–C Y 相量圖中,B 相對 A 相的相電壓關係為何?
 (A) 超前 120 度
 (B) 落後 120 度
 (C) 超前 90 度
 (D) 落後 90 度
 Ans:(B)
 提示:請照著題意指示操作
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:請將向量提示鍵移到適當的位置,看看向量圖的
      顯示。




                429
430
     單元 50:三相電路電功率計算
一、教學目標:
                        、實功率(P)、虛功
(一)透過 Y 型電路中瞭解如何求取線路電流(I)
  率(Q)、功率因數(PF)等數值。
(二)透過Δ型電路中瞭解如何求取線路電流(I)、實功率(P)、虛功
  率(Q)、功率因數(PF)等數值。
二、教學時數:二小時。
三、實驗活動:
 本單元採用問題導向教學法,經由問題引導學生操作 Flash 動
畫。主要實驗活動有下列七項:
            ,
 1.在直接觀察的情形下 Y 型電路中電阻 R 的大小與線電流的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 1.2.3.4.題"
            ,
 2.在直接觀察的情形下 Y 型電路中電阻 R 的大小與相功率的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 5.6.7.8.題"
            ,
 3.在直接觀察的情形下 Δ型電路中電阻 R 的大小與線電流的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 9.10.11.12.題"
            ,
 4.在直接觀察的情形下 Δ型電路中電阻 R 的大小與相功率的關係。
  模擬實驗安排於"引導問題第 13.14.15.16.題"
 5.在直接觀察的情形下,Y 型電路中實功率(P)、虛功率(Q) 、功
  率因數(PF=COSθ)等數值的計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 17.18.19.題"
 6.在直接觀察的情形下,Δ型電路中實功率(P)、虛功率(Q) 、功
  率因數(PF=COSθ)等數值的計算。
  模擬實驗安排於"引導問題第 20.21.22.題"
 7.在直接觀察的情形下,Δ型電路中實功率(P)、虛功率(Q) 、功
  率因數(PF=COSθ)等數值與 Y 型電路的比較。
  模擬實驗安排於"引導問題第 23.題"



                  431
 三相電路電功率計算模擬實驗電路圖如圖 50 所示:




                                 單元名稱
                                 及說明




                                  操作區




        返回圖示

        操作說明區              作答區


            圖 50 模擬實驗電路圖
四、主要功能及操作說明
(一)操作說明:

 1.本單元分Δ與 Y 型兩種三相電源。
 2.學習者操作每一相的負載 R、L、C 三者阻抗值(R、XL、XC)
  範圍都在 3 到 100 歐姆。
 3.依照上數變項的改變,學習者要觀察 COSθ、P、Q 的改變。
 4.COSθ是指功率因數,P 是該電路產生的實功率。
 5.Q 是該電路產生的虛功率(Q 為+表示為電感性,Q 為-表示為
  電容性)。
 6.同時也可以觀察 ACV 及 ACA 的改變(將儀表拖曳到適當位置
    。
  即可)
 7.本單元共有 23 題練習題。




                     432
(二)引導問題:

 1.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
  AN 相中 XL=3,XC=3,R=3 時,則 A 相電流為?
  (A) 73.33A
  (B) 4.4A
  (C) 2.2A
  (D) 1.0A
  Ans: (A)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:答對了!有概念!再繼續挑戰吧!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


 2.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
  AN 相中 XL=3,XC=3,R=50 時,則 A 相電流為?
  (A) 73.33A
  (B) 4.4A
  (C) 2.2A
  (D) 1.0A
  Ans: (B)
  提示:請確實照著題意操作。
  答對回饋:很好!真厲害!
  答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


 3.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
  AN 相中 XL=3,XC=3,R=100 時,則 A 相電流為?
  (A) 73.33A
  (B) 4.4A
  (C) 2.2A
  (D) 1.0A
  Ans: (C)
  提示:請確實照著題意操作。

                    433
 答對回饋:答對了!真棒!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


4.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
 AN 相中 XL=3,XC=3,若 R 越大時,則 A 相電流?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:答對了!你做的很好!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


5.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
 AN 相中 XL=3,XC=3,R=3 時,則 A 相功率為?
 (A) 16133.33W
 (B) 968W
 (C) 484W
 (D) 152W
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


6.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
 AN 相中 XL=3,XC=3,R=50 時,則 A 相功率為?
 (A) 16133.33W
 (B) 968W
 (C) 484W
 (D) 152W
 Ans: (B)
                   434
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


7.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
 AN 相中 XL=3,XC=3,R=100 時,則 A 相功率為?
 (A) 16133.33W
 (B) 968W
 (C) 484W
 (D) 152W
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


8.在 Y 型電路中,BN 相與 CN 相的 R、L、C 都設為最小值。在
 AN 相中 XL=3,XC=3,若 R 越大時,則 A 相功率?
 (A) 越大
 (B) 越小
 (C) 不變
 (D) 先大後小
 Ans:(B)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


9.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 R、L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3,R=3 時,則 A 相電流為?
 (A) 219.97A
 (B) 7.62A
 (C) 3.181A
 (D) 2.01A
                   435
 Ans:(A)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:表現的很好!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


10.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3,R=50 時,則 A 相電流為?
 (A)13.19A
 (B) 7.62A
 (C) 3.181A
 (D) 2.01A
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:請再接再勵!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


11.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3,R=100 時,則 A 相電流為?
 (A) 127A
 (B) 7.62A
 (C) 6.6A
 (D) 2.01A
 Ans: (C)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:答對了!很好,不賴哦。
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


12.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 L、C 都設為最小值;R 越大,
 則 A 相電流為?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
                  436
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:很好!你快完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


13.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 R、L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3,R=3 時,則 AB 相功率為?
 (A) 48387W
 (B) 2903.22W
 (C) 1451.61W
 (D) 985.2W
 Ans: (A)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:很好!你太棒了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


14.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3,R=50 時,則 AB 相功率為?
 (A) 48387W
 (B) 2903.22W
 (C) 1451.61W
 (D) 985.2W
 Ans: (B)
 提示:請照著題目指定數據操作。
 答對回饋:很好!你快完成本單元了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


15.在在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3,R=100 時,則 AB 相功率為?
 (A) 48387W
 (B) 2903.22W

                  437
 (C) 1451.61W
 (D) 985.2W
 Ans: (C)
 提示:請確實照著題意操作。
 答對回饋:很好!你快完成本單元了!
 答錯回饋:再確定一下你所設定元件的值是否與題目要求相同!


16.在Δ型電路中,AB 相與 AC 相的 L、C 都設為最小值;
 XL=3,XC=3 時,R 越大,則 AB 相功率為?
 (A) 不變
 (B) 變大
 (C) 變小
 (D) 先大後小
 Ans:(C)
 提示:想一想前兩題的結果帶給你什麼樣的推論。
 答對回饋:很好!你完成本單元了!
 答錯回饋:再思考一下前兩題所給你的啟示!


17.在 Y 型電路中,在 AN 相中 R=3、XL=12、XC=9,則 A 相實功
 率、虛功率、功率因數各為多少?
 (A) P=412.56w、Q=256.46var、COSθ=0.7
 (B) P=666.66w、Q=666.66var、COSθ=0.8
 (C) P=866.66w、Q=866.66var、COSθ=0.8
 (D) P=8066.66w、Q=8066.66var、COSθ=0.7
 Ans:(D)
 提示:P=VICOSθ= I^2*R= V^2/R、Q=VISINθ= I^2*X=
       V^2/X、X=∣XL-XC∣
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再思考一下公式給你的啟示!




                     438
18.在 Y 型電路中,在 AN 相中 R=3、XL=9、XC=12,則 A 相實
 功率、虛功率、功率因數各為多少?
 (A) P=8066.66w、Q=-8066.66var、COSθ=0.7
 (B) P=666.66w、Q=666.66var、COSθ=0.8
 (C) P=866.66w、Q=-866.66var、COSθ=0.8
 (D) P=8066.66w、Q=8066.66var、COSθ=0.7
 Ans:(A)
 提示:P=VICOSθ= I^2*R= V^2/R、Q=VISINθ= I^2*X=
      V^2/X、X=∣XL-XC∣
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再思考一下公式給你的啟示!


19.在 Y 型電路中,在 AN 相中 R=10、XL=9、XC=12,則 A 相實
 功率、虛功率、功率因數各為多少?
 (A) P=8066.66w、Q=-8066.66var、COSθ=0.7
 (B) P=4440.36w、Q=-1332.11var、COSθ=0.95
 (C) P=866.66w、Q=-866.66var、COSθ=0.8
 (D) P=8066.66w、Q=-8066.66var、COSθ=0.87
 Ans:(B)
 提示:P=VICOSθ= I^2*R= V^2/R、Q=VISINθ= I^2*X=
      V^2/X、X=∣XL-XC∣
 答對回饋:答對了!有實力喔!
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20.在Δ型電路中,在 AB 相中 R=3、XL=12、XC=9,則 AB 相實功
 率、虛功率、功率因數各為多少?
 (A) P=1412.56w、Q=1256.46var、COSθ=0.7
 (B) P=2666.66w、Q=2666.66var、COSθ=0.8
 (C) P=24193.5w、Q=24193.5var、COSθ=0.7
 (D) P=8066.66w、Q=8066.66var、COSθ=0.7
 Ans:(C)
                     439
 提示:P=VICOSθ= I^2*R= V^2/R、Q=VISINθ= I^2*X=
      V^2/X、X=∣XL-XC∣
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再思考一下公式給你的啟示!


21.在Δ型電路中,在 AB 相中 R=3、XL=9、XC=12,則 AB 相實
 功率、虛功率、功率因數各為多少?
 (A) P=24193.5w、Q=-24193.5var、COSθ=0.7
 (B) P=2666.66w、Q=-5666.66var、COSθ=0.58
 (C) P=2866.66w、Q=-2866.66var、COSθ=0.8
 (D) P=8066.66w、Q=8066.66var、COSθ=0.7
 Ans:(A)
 提示:P=VICOSθ= I^2*R= V^2/R、Q=VISINθ= I^2*X=
      V^2/X、X=∣XL-XC∣
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再思考一下公式給你的啟示!


22.在Δ型電路中,在 AB 相中 R=10、XL=9、XC=12,則 AB 相實
 功率、虛功率、功率因數各為多少?
 (A) P=58066.66w、Q=-48066.66var、COSθ=0.67
 (B) P=44407.36w、Q=-13325.11var、COSθ=0.85
 (C) P=3866.66w、Q=-866.66var、COSθ=0.8
 (D) P=133317.52w、Q=-3995.25var、COSθ=0.95
 Ans:(D)
 提示:P=VICOSθ= I^2*R= V^2/R、Q=VISINθ= I^2*X=
      V^2/X、X=∣XL-XC∣
 答對回饋:答對了!有實力喔!
 答錯回饋:再思考一下公式給你的啟示!


23.由上述題目中的操作中得知若負載阻值相同下,Δ型的功率
 與 Y 型電路的功率是多少倍?

                      440
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
Ans:  (C)
提示:Δ型線電流是相電流的√3 倍,Y 型線電壓是相電壓的
     √3 倍。
答對回饋:很好!你完成本單元了!
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             441
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