⚡ 歡迎來到「交流電路 SPICE 模擬分析」小學門 (AC Circuit Analysis & SPICE)

交流電路分析是基本電學中最具考驗、也最精髓的章節!本課程以 SPICE 電路模擬為核心視角,將抽象的複數相量、阻抗相位角、交流 KCL/KVL 及戴維寧定理轉換為直觀的波形動態與頻率響應圖,讓您觸類旁通,徹底內化交流電路邏輯!

⚡ 零門檻雲端實作環境:免安裝 ngspice,即刻啟動!

本課程範例完全支援 Web 端的電路模擬。只需前往 AeroCuit EDA 網頁應用程式:

  • 一鍵載入交流相量與網路定理範例: 內建正弦波暫態、相量阻抗與戴維寧等效 Netlist。
  • 波形動態與自動測量: 自動計算有效值 Vrms 與波形相位差 θ。
  • 雙軌認證與學習履歷: 完成實作驗證後,自動記錄並頒發雙軌認證機制與 ProvenanceData 學習履歷。

📂 課程地圖與單元規劃

單元一:正弦波形、瞬時值與 RMS 有效值 SPICE 計算 (Sinusoidal Waves & RMS)

透過 SPICE 暫態分析 (.tran) 繪製正弦電壓與電流波形,並利用測量指令精確計算峰值、週期與有效值 Vrms=Vm2。

【交流分析 01】正弦波形與有效值 SPICE 計算
分析重點:.tran 暫態波形、.meas RMS 指令自動計算

單元二:RLC 被動元件相量、相位差與複數阻抗頻率響應 (Phasors & Impedance)

觀察電感與電容電流超前/滯後 90∘ 相位的物理現象,並利用 .ac 掃描感抗 XL 與容抗 XC 的阻抗頻率響應。

【交流分析 02】元件相量與阻抗響應模擬
分析重點:.ac 交流頻率掃描、波形相位差 (Phase Angle) 繪製

單元三:交流克西荷夫定律、串並聯與 Δ-Y 等效電路分析 (AC KCL/KVL & Δ-Y)

驗證交流 KCL/KVL 電流向量加減法,並透過 SPICE 模擬交流平衡電橋與交流 Δ-Y 轉換(ZY=13Z)。

【交流分析 03】交流 KCL/KVL 與 Δ-Y 轉換模擬
分析重點:交流節點電壓法、網目電流法與交流電橋平衡條件

單元四:交流戴維寧/諾頓等效、疊加定理與多頻率電路模擬 (Thevenin & Superposition)

求解交流戴維寧等效相量 Eth 與阻抗 Zth,並針對含有不同頻率電源之電路,利用 SPICE 觀察疊加定理下非正弦波形的動態合成。

【交流分析 04】交流戴維寧與疊加定理模擬
分析重點:多頻率電源暫態合成、開路電壓與短路電流驗證

🏅 學習獎勵與晉級機制

如何獲得獎章?
了解初階與完課徽章的獲取條件
如何獲得晉級?
解鎖進階子學門與高階核心能力
如何獲得獎勵?
利用積分兌換進階權限與網站好禮
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本課程帶領學員奠定交流分析基石。透過 SPICE 暫態分析 (.tran) 觀察正弦電壓與電流波形,並結合 .meas 算術指令,精確計算交流電之峰值 Vm、週期 T、平均值及有效值(RMS,Vrms=Vm2)。

  • 核心技術: 正弦波形參數(週期/頻率/相位)、平均值與有效值 (RMS) 物理意義。
  • SPICE 指令: SIN() 電源設定、.tran 暫態繪圖、.meas RMS 自動量測。
  • 雲端工具: 完全支援 AeroCuit EDA 一鍵波形量測與 ProvenanceData 學習履歷紀錄。

本課程將抽象的相量(Phasor)視覺化。透過 SPICE 模擬 R-L-C 元件,學員能直觀觀察電感電流滯後 90∘、電容電流超前 90∘ 的波形現象,並利用 .ac 掃描驗證感抗 X visualL=ωL 與容抗 XC=1ωC 隨頻率變化的特性。

  • 核心技術: 相量表示法、相位差(超前/滯後)、複數阻抗 Z=R+jX。
  • SPICE 指令: .ac 交流分析、相位角 (Phase Plot) 與阻抗向量繪製。
  • 雲端工具: 完全支援 AeroCuit EDA 免安裝模擬與雙軌學習認證。

本課程將直流電路分析技巧延伸至交流複數領域。透過 SPICE 驗證交流 KCL 與 KVL,觀察分支相量電流的向量和;並針對複雜交流網路,進行 Δ-Y 阻抗轉換(ZY=13Z)與平衡電橋平衡條件的波形驗證。

  • 核心技術: 交流 KCL/KVL 相量加減法、交流 Δ-Y 轉換、交流電橋平衡條件。
  • SPICE 指令: 交流多節點電壓分析、交流網目電流波形合成。
  • 雲端工具: 完全支援 AeroCuit EDA 雲端圖表產生與進階認證機制。

本課程解析交流網路核心定理。學員將利用 SPICE 計算交流戴維寧等效電壓 Eth 與阻抗 Zth;針對包含不同頻率電源的多頻交流電路,利用暫態模擬觀察疊加定理(Superposition)下非正弦波形的合成過程。

  • 核心技術: 交流戴維寧與諾頓等效電路、多頻率電源疊加定理、非正弦波形合成。
  • SPICE 指令: 多頻率電源設定 (Multi-frequency)、等效開路電壓與短路電流測量。
  • 雲端工具: 完全支援 AeroCuit EDA 雲端圖表產生與 ProvenanceData 履歷。