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基本電學總複習
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目次

書摘/試閱

【節點電壓法(Nodal-Voltage Method)與OPA】

節點電壓法乍看之下,同學會誤以為是使用克希荷夫電壓定律(KVL),事實上,節點電壓法是採用克希荷夫電流定律(KCL)為準則。

※節點電壓法是採用克希荷夫電流定律(KCL)。

四技統測命題在節點電壓法通常是2階(二元一次方程式)。若命題在3階(三元一次多項式),基於需要大量計算時間,所以,單選題只是要求判斷3階(三元一次多項式)九個係數a11∼a33是否正確而已。

如圖4-1所示,節點電壓法解法之步驟:詳見〔精選範例1〕
STEP 1. 先假設兩處節點電壓V1、V2(先佯攻電壓)。
STEP 2. 寫出V1、V2兩處節點之I3Ω、I6Ω、I2Ω、I4Ω、I8Ω電流關係式,通常都是以流出為正方向。方向若假設反了,並不會改變V1、V2之正確數值;或題目有規定方向時當然以規定方向為準。
STEP 3. 再運用克希荷夫電流定律(KCL)寫出兩條方程式。
STEP 4. 使用克拉瑪定律解出V1、V2(先佯攻電壓),緊接著I3Ω、I6Ω、I2Ω、I4Ω、I8Ω全部到手(實質求得電流)。
※節點電壓法是先佯攻電壓V1、V2,再運用KCL解出I3Ω、I6Ω、I2Ω、I4Ω、I8Ω。1.以清晰精緻圖形,微觀細節
2.採獨特創意表格,統整重點
3.用簡潔平易解說,迅速理解
4.附精心編寫詳解,輕鬆自學
5.確實掌握考題,易於融會貫通
6.針對不同程度之讀者,設計適合演練之題型

王金松

學歷
國立成功大學電機系博士
國立成功大學電機系碩士
國立台灣師範大學工教系(工職組)學士
省立嘉義高工電子科

經歷
高雄市立中正高工電子科主任
正修科大電子工程助理教授(教授電路學)

現職
兼任高雄應用科大電子工程助理教授

第一章
電的基本單位/概念
1-1 單位與級數表示
1-2 焦耳定理與電壓(伏特)、功率(瓦特)
1-3 庫倫定理與電流(安培)
1-4 歐姆定律 (Ohm’s Law )
1-5 功率(瓦特)與馬力、度、卡路里
1-6 效率與損失

第二章
電阻器之四大因素
2-1 電阻器之三大因素ρ、A、l
2-2 電阻器之第四項因素---溫度
2-3 電導(西門子,姆歐)
2-4 四色色碼與五色色碼

第三章
電阻器的串聯與並聯
3-1 電阻器的串聯series
3-2 克希荷夫電壓定律(Kirchhoff Voltage Law,KVL)
3-3 電阻器串聯考試題型
3-4 電阻器之並聯parallel
3-5 克希荷夫電流定律(Kirchhoff Current Law,KCL)
3-6 電阻器並聯考試題型
3-7 串並聯混合電路&無窮組網路
3-8 惠斯登電橋 Wheatstone bridge
3-9 Δ形與Y型(delta-wyes) 互換
3-10 同電位(對稱)短路、斷路法則

第四章
電阻器的網路分析
4-0 克拉瑪定律 (Cramer’s rule)
4-1 節點電壓法 (Nodal Voltage Method)與OPA
4-2 密爾門等效電壓法(Millman Method)
4-3 迴路電流法 (Loop-Current Method)
4-4 戴維寧等效電路( Thevenin’s Equivalent)
4-5 諾頓等效電路( Norton’s Equivalent)
4-6 電壓源與電流源之互換
4-7 最大功率轉移法(Maximum Power Transfer Method)
4-8 重疊定理 (Super-position )

第五章
電容器與電場
5-1 電容器之三大因素ε、d、A
5-2 電容器之用途與電容值大小表示方式
5-3 電容器之串/並聯與儲能
5-4 電力線之庫倫吸引力定律:老大
5-5 電力線之電場強度:老二
5-6 電力線之電位差:老三

第六章
電感器與磁場
6-1 電感器的總公式
6-2 電感器的感應電動勢---法拉第、愣次
6-3 佛萊明右手/左手定則與安培右手直線/右手螺旋定則
6-4 電感器的自感量與互感量
6-5 電感器的四大串/並聯電路與儲能
6-6 變壓器的四大公式
6-7 磁力線之吸引力定律:老大
6-8 磁力線之電場強度:老二

第七章
直流暫態在R L C (電阻器、電容器、電感器)
7-1 電阻器 R、電容器 C、電感器L之穩態、瞬間
7-2 R、C充電
7-3 R、C放電
7-4 R、C暫態6公式總整理
7-5 R、L充電
7-6 R、L放電
7-7 R、L暫態6公式總整理

第八章
交流市電—正弦波
8-0 兩大數學向量方式與互換—直角坐標/極座標
8-1 市電(發電機) —正弦波的產生與方程式
8-2 正弦波的加、減、乘、除(四則計算)
8-3 正弦波的三值---最大值、有效值、平均值
8-4 方波的三值---最大值、有效值、平均值
8-5 三角波的三值---最大值、有效值、平均值
8-6 波峰因數與波形因數

第九章
RLC 的交流電抗(阻抗、容抗、感抗)
9-1 純電阻器R 、純電容器C、純電感器L的交流電抗
9-2 交流電壓源之下的R、C串/並聯 
9-3 交流電壓源之下的R、L串/並聯
9-4 交流電壓源之下的R、L、C串/並聯
9-5 交流惠斯登電橋 Wheatstone bridge
9-6 交流的最大功率轉移法
9-7 交流串/並聯等效電路之互換

第十章
RLC (電阻器、電容器、電感器)的交流電功率
10-0 三角函數與直角三角型
10-1 純電阻器R 、純電容器C、純電感器L的交流瞬間功率
10-2 非純電阻器R之交流電功率的夾腳與功率因數
10-3 交流的三大功率:視在功率S、有效功率P、虛功率Q
10-4 功率因數之表示方式
10-5 功率因數之改善

第十一章
RLC 的交流諧振
11-1 RLC 串聯諧振
11-2 RLC 並聯諧振
11-3 品質因素(Q quality)
11-4 串聯諧振與並聯諧振之總整理
11-5 純串聯或純並聯之諧振之電路

第十二章
三相Δ型與Y型(delta-wye)---輸配電
12-1 單相二線交流電壓
12-2 單相三線交流電壓
12-3 交流電壓之三端:發電廠、高壓輸送電線、用戶
12-4 Y 型(wye)發電廠(機)
12-5 Δ型(delta)發電廠(機)
12-6 Y 型(wye)用戶(負載)
12-7 Δ型(delta)用戶(負載)
12-8 三相輸配電之四大類型組合

1-2 焦耳定理與電壓(伏特)、功率(瓦特)

焦耳(英國物理學家詹姆斯•焦耳James Prescott Joule,1818-1889),是能量單位,符號為J。焦耳公式有三:   
(一)、W = F ×S → 1焦耳(功) = 1牛頓(施力) × 1公尺(力距)。1焦耳能量相等於1牛頓的作用力施加於任意物件,使之移動1公尺距離所需之做功。
(二)、W = Q ×V → 1焦耳(功) = 1庫倫(帶電量) × 1伏特(電位差)。1焦耳能量相等於移動1庫侖電荷通過1伏特電壓差所需的做功,或1庫侖•伏特。
(三)、W = P×t → 1焦耳(功) = 1瓦特(耗能) × 1秒(時間),1焦耳能量相等於產生1瓦特功率持續1秒時間所需的做功,或1瓦特•秒。

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