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    14.素養(4)
1 26. 如圖所示之電路,若所有電容之初值電壓皆為零,開關與電容皆視為理想,Ca 為0~10μF之可變電容器。若將Ca調整在4μF,開關SW打開時Vab=40V,而開關SW閉合,Vab=80V。當開關SW閉合狀態下,若欲使 Vab 與 Vbc 相同,則電容 Ca之值應調整為多少μF? 108 統測
A 8
B 4
C 2
D 1

SW打開時,Ca與2μF單純串聯

2μF與Ca儲存電量相同,Q2μF = QCa = 40×4μ=160μC

2μF兩端電壓 Vbc= 160μ / 2μ =80V

E = 40+80 =120V

SW閉合時,2μF與CX並聯再與Ca串聯

CX+ 2μF 儲存電量 = QCa 儲存電量

Ca 儲存電量 QCa = 80×4μ=320μC

Vbc = 120 - 80 = 40V

2μF 儲存電量 Q2μF = 40×2μ=80μC

CX 儲存電量 QCx = 320μ - 80μ = 240μC

CX = 240 / 40 = 6μF

電容器串聯時,電容大小相同時,分到相同電壓

若欲使 Vab 與 Vbc 相同,則Ca=CX+2μ = 6μ+2μ = 8μF