工程數學‧準備要領
工數是工學院與電機學院各科系必修的數學科目,在準備上數學的底子需夠紮實,例如微積分便是基本的數學運算工具。準備工數各章節的基本認識與了解是必然的,物理意義更是重要。務需將公式的物理意義及解題的方法做更詳細的了解,切莫以死記公式的方式研讀。工程數學在基礎科目中佔有舉足輕重的角色,要學好它是無庸置疑的!
理工人必備基本功
工程數學究竟要學習那些內容?初學者常為此所苦,答案是:凡是理工科系所碰到的問題,需要用數學當處理工具者,都是工數要念的範圍。舉其大綱約有:
微分方程。
積分變換(拉氏與傅立葉變換)。
偏微分方程。
向量微積分。
矩陣與線性代數。
複變函數理論。
變分學。
積分方程。
張量分析。
微擾法。
機率與統計。
線性規劃與最適化。
數值分析(現在已幾乎獨立於工數之外)。
群論及其應用。
那是否都要學會以上所有內容才算把工數學完整?當然不是,因為即使是教工數的老師亦不會通曉全部內容!況且重點與應用範圍有時出入極大,因此必需針對不同的需求下功夫才能竟全功。
觀念清楚,應試打通關!
理解為主:有人迷信工數之速解法、或題型式講義的解題內容,短時間內或許會進步,但長時間下來會發現一點效率都沒有!學習工數的主要目的是當面對問題時,能知道採用何種數學工具加以解決,因此應以理解為主,而不應以解出考題為學習目標與要務。
需有基本數學與微積分底子:所謂萬丈高樓平地起,微積分若沒有打好基礎,會影響學習工數的成效,因此應及早開始準備,將學問穩固的做「好」,才能進一步更深入的研究學問。
選擇好老師與好書:除了跟隨程度好的老師以外,更應該選擇教法適合自己的老師。在閱讀的書籍部分,除了內容應與考試貼近,編排需具創意、各個步驟推導分明,才能激起學習的興趣。
理解後持續認真練習:工數範圍多,因此著重理解!凡是已理解的內容,題目再如何變化也不怕。至於練習做題目則能增強對觀念的了解,亦可訓練反應能力,當然不能省略。
命題趨勢:
高考部分:工程數學的五大部分微方、線代、向量分析、複變、機率皆要準備,題目都是計算題,相當簡單,沒有證明及推導題型。高考的目的並不像研究所以學術研究為主,而是在於拔擢通才,因此題目較為簡單,不會有艱澀的題目出現。
電機、電子技師部分:在電機、電子技師部分,雖然應考範圍不包含向量分析,但需要注意的地方是,向量分析這個部分仍會有試題出現。電機、電子技師考試題目皆為計算題,無證明、推導題型,但計算題的題目較為複雜、深入,這是因為技師屬於專門職業人員,亦需承擔電機(電子)設備之設計、研發、監造等責任,因此需要較高水準的題目來篩選專業人才。
電子技師工數配分表:
年份/單元 線代 微方 向量分析 複變函數 機率
92 10% 30% 20% 30% 10%
91 30% 25% 15% 30%
90 10% 35% 10% 45%
電機技師工數配分表
年份/單元 線代 微方 向量分析 複變函數 機率
92 20% 25% 35% -- 20%
90 10% 40% -- 30% 20%
高考三級工數配分表
年份/單元 線代 微方 向量分析 複變函數 機率
92 12.5% 25% 35% 7.5% 20%
91 17.5% 47.5% 10% 25%
90 7.5% 62.5% 25% 5%
無論是高考或電機(電子)技師,其題目皆有題庫,出題方向變化不大,容易準備。對已考完研究所的同學來說,只要針對準備研究所考試時沒有讀到的部分補強即可。
電路學‧準備要領
電路學是一門相當基礎且重要的科目,學好電路學除了可以得到高分之外,對於其他電機相關科目的學習有事半功倍的效果,這是因為電路學的範圍幾乎涵括所有電機、電子類科相關科目,如電子學、電機機械、電力系統、自動控制等。在電路學的學習上,應該要有一個基本認知,那就是:除了建立完整的電路學解題觀念及熟練的解題技巧外,更應該要將此觀念延伸至其他科目學習。事實上,在電機、電子類科中的所有科目都有其互相關連性。由下表可知電路學在電機、電子類所有科目所佔的地位與扮演角色:
基礎工具 應用工具 延伸應用
工程數學 電路學 電子學、電機機械、電力系統、自動控制等
我們先來看看基礎科目工程數學在這些科目中佔了什麼地位。工程數學我們可直接將它稱為數學工具,其範圍涵蓋微分方程、向量、矩陣、Laplace、傅立葉級數與轉換、複變...等,照理說來,如果學會了這些數學理論,應該能夠處理其他科目中複雜的分析計算,事實不然。如果只學好工程數學,就像是空有一手工具卻不會使用,電路學的解題觀念是賦予活用這些工具的技巧,透過電路學能將工程數學延伸應用到其他專業科目上。因此如果我們稱工程數學是工具,而電路學便是工具的使用方法,至於其他專業科目則可視為在不同領域下之應用而已。
舉例來說,研讀電子學的題型時會發現電子學其實只是將非線性的電子元件在其線性條件下求解增益與阻抗匹配的問題,包括頻率的、穩定的(回授)、不穩定的(振盪)、甚至數位上的分析,在此都可以利用到電路學技巧,所以在電子學的學習上需要加強的是各種非線性元件之特性,再利用電路學的分析觀念,便可在電子學上得到不錯的學習效果。同樣的,在電機機械題型分析上時也都是在應用電路學之功率(轉矩)的分析,不同的僅是在機械之電路模型不同而已,當然電力系統與電路學的關係亦是如此。
電路學之相關教材有:Nilsson & Riedel 之 Electric Circuits、William H. Hayt & Kemmerly之Engineering Circuit Analysis及相關電子學和積體電路學等。電路學的出題範疇並沒有一定的界限,有時會有網路分析之題型出現,更進一步還會延伸至積體電路學,這些都是電路學的範疇所在!
電路學的綱要有:直流定態電路分析、運算放大電路分析、交流定態電路分析、開關暫態電路分析、拉普拉氏分析、FOURIER SERIES分析及TWO-PORTS電路分析等。而相依電路(CCCS,CCVS,VVVS,VVCS)在電路學的綱要中無所不在,諸如交直流定態電路、開關暫態電路(時域或S域)、TWO-PORTS電路及運算放大電路等。以高考及技師考之電路學而言,其重點方向如下:
直流定態電路分析:此為基本題型,可以是戴維寧定律之最大功率傳輸、一般網路分析、開關暫態電路之組合分析或是相依電路等。
交流定態電路分析:有電感藕合電路及變壓器電路為其重點。至於交流最大功率傳輸,諧振電路及三相交流電路分析也不應忽略。
運算放大電路分析:實為相依電路之VCVS類型。若視為理想時則是一種特殊之解法處理之,但仍屬電路學之範圍,為網路函數之一種。進而求取其定態電路響應,三分貝頻率,波德圖,或輸出入阻抗等。
開關暫態電路分析:
時域分析:初值問題,強迫響應,自然響應等之題型變化,尤其是相依電路之處理技巧,雖然可以用狀態方程式來處理,但並不是絕對之技巧,更何況網路分析之技巧,並不是只有這一項,這就是講師之專業技能!
S域分析:拉普拉氏分析技巧,如何在時域與S域中相互轉換,這就完全靠工程數學!工程數學版本甚多,如何取捨,這就是經驗!
TWO-PORTS電路分析:其矩陣參數有Z,Y,H,G,T,T’等六種。前四種即是對應電子學中之四種負迴授,至於T參數即對應一般之串級放大電路。其參數間之關係,等效電路之繪製,TWO-PORTS電路之接線及網路函數之應用等。
計算機概論‧準備要領
對於欲投考電機資訊、應用科學考試及其他相關類別公職人員的考生們來說,「計算機概論」是考生必定會面臨的科目。
隨著電腦應用的普及,會有愈來愈多的類科加入「計算機概論」為考試科目。由於資訊科技不斷發展,要研讀的內容也愈多,想在有限的時間內,達到事半功倍的效果,就需要一個正確的準備方式。
首先,不同類科的考生,在面對的題型及難易度或有些許的不同,但基本的範疇是相同的。因此,不管是那一類科的考生,都應先掌握基本的準備要領,再根據所報考類科的特性,做更深入的複習,了解近年來計算機概論的命題趨勢並勤加演練習題是必備的基本功課。
計算機概論的基本範疇
計算機概論,顧名思義是一個廣泛探討電腦科學的科目,因此,舉凡與電腦有關的理論或應用,都是屬於此科目的範圍。要在計算機概論這一科拿高分確實不容易,但也正因為範圍廣,應考人數多,因此,多一分學習熱忱與準備,就比別人多掌握一份致勝的先機!
一般來說,計算機概論是由下列幾項電腦科學單元內容組成:
單元 範疇
基本概念 包括電腦的組成、週邊設備、電腦的分類與等級、數字系統與表示法及電腦的應用領域等。
程式語言 包括語言的類型、特性與應用領域參數傳遞方式、變數的命名、有效範圍與聯結,以及程式寫作、物件導向技術等。
資料結構 包括Queue、Stack、Tree、Graph、Search及Sort等演算法。
系統程式 包括組譯程式、載入及聯結程式、作業系統、編譯程式等,其中以作業系統最為重要。
計算機組織與結構 包括交換邏輯、數位電路、布林代數,以及各硬體單元之結構等。
計算機應用 包括電腦網路、資料庫系統、軟體工程、專案管理、多媒體、虛擬實境等技術,或是排版、軟體、試算表等應用軟體,其他領域之應用,以及當前熱門話題。
各類科的特性不同,因此包含的範圍也不盡相同,一般來說,電機類科之重點領域有:基本概念、程式語言之Java,C++及C、資料結構、計算組織與結構、計算機應用之電腦網路、多媒體、虛擬實境等,偏重硬體、網路、程式與資料結構與作業系統。
準備步驟
因為計算機概論的範疇很廣,往往造成許多考生不知從何下手及準備,以下提供幾個準備的步驟供參考,只要靜下心來,按部就班地準備即可從容應考。
階段步驟 準備方向
一、確立應考範
圍、掌握目標 在計算機概論的範疇下,不同的類科,甚至同一類科不同考試,都會有些許的差異,所以備考第一步,首當確定那些是出題的範圍。
二、建立整體觀念 根據應考範圍的單元,選定二至三本包含這些單元的書籍,這二、三本書最好能包含不同單元,例如:一本為概論、一本為資料結構等,並仔細地讀一、二遍。
三、擴展知識基礎 精讀上述的二、三本書基本準備書籍後,再去找其他相關的書籍,比對相異的部分,截長補短,做更充分的準備。
四、吸收熱門新知 由於電腦硬體進步很快,有許多新資料是書本來不及收錄的,因此,應多翻閱相關的報章雜誌,並利用網路搜尋,注意新技術、新設備、熱門話題與事物等。
五、演練考題 演練歷屆試題是驗收準備成果及快速複習的最佳方法。其目的不在投機,故不要去死背考題,應在演練考古題的過程中,去適應考題文字的描述及回答問題的技巧,並回頭翻閱,熟讀疑難部分,如此可加深印象,充分達到複習的效果。
計算機概論學習要點
讀計算機概論不能有偏好(但比重可以適度的分配),要全部都弄懂,切忌似懂非懂。
確實了解書本內容,並自行加以整理,準備時應多思考,勤複習,徹底弄懂書中的觀念與重點。
謹記「努力與學習的成長成正比」的原則,堅持到底!
資料搜尋,掌握最新資訊。
準備計概,循序漸進、堅持到底才是成功不二法門,另外,學習心態、熱忱與掌握目標也非常重要,強者在於高度地內斂,在需要表現時才徹底發揮,弱者或跨領域者則需要自信與積極度,皆可在資訊行業中成為重要的領航者!
命題趨勢
主 題 說 明
基本觀念 計算機概論所應瞭解的基本知識,仍有其重要性,準備時一定要完全掌握。例如:CPU結構、存取指令、ROM及RAM、數字系統等,雖都是傳統題目,但每年都會有考題出現。
科技應用 任何一種新的技術出現後,應注意它能改善原有那些功能、與現在的技術有何不同、可以有那些應用,以及可能造成的影響。例如:新CPU技術、新傳輸技術、新壓縮技術等。
網路議題 常來將是網路的世界,所有與其有關的發展都值得注意。如WWW、網路行銷、電子商務、無店鋪商店,以及未來企業組織之可能型態,讀者須要仔細思考。
多媒體系統 軟硬體技術的成熟,使得資訊呈現的方式漸趨多樣化。多媒體系統帶給應用系統的影響與衝擊又是什麼?
3C的整合 電腦與通訊的整合,將成為未來生活的一部分,對生活會造成什麼影響?
作業系統與資料庫 行程排班、磁碟排班、死結演算法、E-R Model、Functional Dependency等,都是一考再考的題目。
計算機硬體 計算機組織與結構則為電機及資訊類別的考生們要面對的主題,如布林代數的化簡、邏輯閘電路圖、RISC等議題幾乎每年都會出現。
程式與資料結構 程式語言(C/C++)、物件導向技術、演算法與資料結構包含觀念、array and linked list, tree and graph sort and search,其中以tree最為重要
電子學‧準備要領
電子學是一門由半導體觀念引出元件特性,從特性方程式產生電路模型,依據模型做電路分析、推知系統特性的應用與設計。因此,學好電子學的關鍵基礎在於電路分析的技巧,包括:節點分析、迴路分析、等效電路、相依電路分析、雙埠網路參數、弦波定態分析、暫態分析以及平均功率的計算等。這些基礎的加強,讓電子學學起來事半功倍。
慎選書籍,應考更容易
依照近年來各研究所入學考試題型及各大學電子學授課教材來分析,電子學命題範圍大致可含括在下列常用的教科書之中:
《Microelectronic Circuits》A. S. Sedra and K. C. Smith著,5th ed.:約佔60%。
《Electronic Circuit Analysis and Design》D. A. Neamen著:約佔20%。
《Microelectronics》J. Millman and A. Grabel著2nd ed.:約佔5%。
《Electronic Circuits; Analysis, Simulation and Design》N. R. Malik著:約佔5%。
其它:約佔10%。
因此,如果本科的目標分數只設定在40~50分,那只要將Smith這本書K熟、題目做完即可,然而,Smith這本書教材內容繁多,再加上其中多有敘述冗長、不著重點之處,想要完全準備實屬不易,因此可以下列二種方法,作為加強:
找一本內容完備(重點包括上述各大教科書),觀念解說清晰、簡潔的參考書為藍本,輔以歷屆試題為助力,一路K下去,一定會有意想不到的收穫。
Follow補習班的課程及教材,事半功倍。但重點是要找對授課老師,事前「試聽」和「打聽」是較為保險的做法。
妥擬計劃,循序漸進備考
妥擬讀書計劃:同學可根據唸書時間的多寡,教材的種類及份量,將整年度分成三個階段作準備:
觀念釐清階段:追根究底、努力思考、歸納比較、作成結論。
增長實力階段:掌握主題、記憶重點、演練題型、旁徵博引。
邁向目標階段:針對學校、重點複習、自我測驗。
疑難立即解決:建議可找個可供諮詢的對象,以免在觀念上有疑問時,耗時費力。
資料收集:由於大部分的參考書多有保留,自己關起門來念,難免坐井觀天、技不如人,因此,資料的收集是非常必要的工作。建議可報名建國輔考課程,作循環式的複習,不但有老師可問,且資料充足、計劃得宜。通常,暑假七月到九月,建國的課程密集已將電子學上完一遍,在這段時間,您可以建立觀念為主,一天至少花4個小時去溫習課程內容。十月到二月後,再從頭將課程上過一遍,以此作為重點複習,每天再花2~3小時演練試題。三月至四月中旬,務必釐清所有的觀念,再報名題庫班加強解題能力,但在參加題庫班之前,一定要確定已有清楚的觀念架構,否則只是浪費時間,不會有太多的進展。
即時複習:報名輔考課程的同學,務必在每次上課後立即複習,否則,不但無法加深印象,隨著進度的落後,在學習上也會遇到更多阻礙。
掌握命題重點:在有限的時間裡想要讓分數更高,那麼在複習階段時建議您想一想,所念的重點、所算的題目會不會考,還有哪些重點是可能考而還沒念的,這樣,成績就能大幅提升。以下是研究所電子學常見的命題重點:
限制器、Zener穩壓器分析、整流器。
Diode,BJT、FET放大器,current mirror,differential Amplifier之直流分析及小信號分析(含小信號參數)。
early effect,channel length modulation effect,body effect及Miller effect之物理意義、大信號及小信號特性表示。
具主動負載(active load)之放大器分析。
理想運算放大器電路分析及非理想運算放大器特性。
放大器頻率響應(高頻模型,高、低頻極點頻率,時間常數法)。
理想負回授放大器特性、非理想負回授放大器分析及穩定度的問題。
功率放大器分析(最佳偏壓點設計,效率、散逸功率之計算)。
一階、二階濾波器分析(-3dB頻率,頻寬及品質因數的計算與設計)。
正弦波振盪器、史密特觸發器之應用電路及CMOS振盪器分析(振盪頻率,振盪條件之計算與設計)。
數位電子電路(Logic函數、VOH、VOL、noise margin、PDQ,fan -out之計算。最常考的邏輯電路為CMOS、NMOS、PTL、Dynamic Logic、 DTL、TTL)。
國考配分表(單位%)
考試種類
年度 高考 電子技師 電機技師
90 91 92 90 91 92 90 91 92
電子學基本概念與半導體物理 20
二極體Diodes及其應用電路 20
雙極層面電晶體及其中頻放大器分析 40 20 20 20 20 20
場校電晶體FETS及其中頻放大器分析 20 10 20 20 20 20
差動放大器DAS及多級放大器 15 20 20 20
運算放大器OPAS 20 20
放大器頻率響應 30 20 20
迴授放大器分析 20 20 20
功率電晶體與輸出級 20
類比積體電路 25
濾波器 20 20 20
振盪器及波形產生器 40 20 20 20 20 20
數位邏輯電路 20 20 20
掌握解題要訣:一個電子電路的分析方法絕對不只一個,如何以最容易算、最迅速的方法求得答案,是電路分析技巧的功夫。一個電晶體的小信號模型也不只一個,每一種模型的產生必有其道理,因此,如何選用最適當的模型來分析,是必須釐清的觀念。舉例來說:如BJT與FET都叫電晶體,它們之間是否有相類似之處。對於某些放大器的頻率響應來說,時間常數的求得,真的有那麼複雜嗎?是選錯模型還是等效的技巧不夠?電晶體串串負回授放大器或並串負回授放大器的io到底在集極端(汲極端)還是在射極端(源極端)?巴克豪生振盪準則與奈氏準則關係為何?如果,這些都能清楚的闡述,那麼在考場上,自然可以穩操勝券!
電力電子‧準備要領
電力電子(power electronics)是能源處理的關鍵技術,近年來發展快速,此產業及學術領域不僅涵蓋廣泛,且具有技術整合特質,提供電腦、通訊、自動化、國防、航太、運輸與環保等工業的能源轉換技術。該技術將主導未來高科技的發展,其重要性可想而知,微電子、功率電子與控制技術的結合將造成許多相關產業的革命,諸如電動汽車、電動機車、磁浮火車、變頻器、伺服驅動器、智慧型UPS、電腦與通訊用智慧能源處理系統、太陽能智慧屋、電池儲能系統、電子變壓器、高壓直流電力傳輸系統等,這些未來的產品均與我們日常生活息息相關, 是下一波科技競爭的主要項目之一。
電力電子在電機技師、電機高考二級、碩、博士班電機研究所入學考都列為考試科目之一,本科容易搶分,考好它就等於錄取一半了!基本電路、電子及控制為學習本學科之基礎,有助於電力電子的分析與設計。基本電路要求熟悉KCL與KVL及應用,電子學要求熟悉功率元件及開關模型;控制要具有解析閉路控制補償設計之能力,充分熟讀相關部分,對於考試百利而無一害!
電力電子是各項考試科目中最容易掌握的,各類電力電子考試中基本題即佔了80分以上!多聽、多讀、多算是考試拿高分的不二法門。另外,依據講義勤寫筆記,找一本內容完備的電力電子經典著作勤加研讀,分析演練考古題爭取滿分。以下幾點建議給準備應考的學員:
讀通Mohan電力電子:此書觀念解說簡潔清晰,以此書當作讀本建構完整電力電子應考本領。
要融會貫通各種電力電子考試試題:特別是公務員高考及技師高考之近五年內歷屆試題,務必題題精通,保證高分。
在有限的時間裡要讓分數衝高,在衝刺階段時您要仔細想一想,各校關鍵性考題重點唸通了嗎?以下是各種電力電子考試常常被命題的重點主題:
電力電子內容章節 命題最重點
1. 電力電子元件及裝置
(Power electronics elements and devices) 功率元件 , 太大所產生之問題及對策? (功率元件 turn on 及 turn off snubber),散熱問題。給定含直流及各次諧波之v(t). i(t)、 ,計算功率、功因、總諧波失真、位移功因、諧波因數及失真因數。
2. 開關及二極體電路
(Switching and diode circuits) LC SCR(Diode)直流切換電路分析。
3. 二極體整流電路
(Diode rectifier circuits) 單、三相的半、全波整流器電壓、電流波形及特性參數計算。
4. 控制整流器
(Controlled rectifiers) 單相半、全波控制整流器電壓、電流波形及特性參數計算。單相全轉換器電壓、電流波形及特性參數計算。三相全轉換器電壓、電流波形及特性參數計算。
5. 截波器
(Chopper) 單、兩及四象限截波器電路及特性。
6. 交換式電源供應器
(Switching-mode power supply) Buck, boost, buck-boost, 'Cuk, forward, flyback
7. 交流電壓控制器
(AC voltage controller) 相位控制單相交流電壓控制器電壓、電流波形及特性參數計算。
8. 變流器
(Inverters) 單、三相變流器電壓、電流波形及特性參數計算。
9. 變頻器
(Cycloconverters) 基本工作原理
10. 共振切換轉換器
(Resonant switching converters) 零電壓、零電流切換技術
課後複習:對於剛讀過或上過的內容,要能及時複習並思考,注意學而不思則惘,思而不學則殆。電力電子電路圖、特性及計算公式要熟到深植腦海,就有高度競爭力!
答題注意事項:
電力電子考題題型包括簡答、計算及證明題,依據提問寫答案,答題時應注意:
針對提問、不離主題。
瞬間思考、確定邏輯。
引用符號、要有定義。
條理清晰、簡潔完整。
運算結果,要有單位。
交卷之前、再查乙次。
電機機械‧準備要領
電機機械屬實用物理科學。舉凡電機研究所電力組、電機技師及公務人員相關高、普、特考電機類,均為必考科目之一。多數人學習電機機械,均以死背、再背、硬背方式,迷信「背多分」,因此對它難免有些畏懼,事倍功半。電機機械主要介紹用磁做媒介之能量轉換器,分為發電機、電動機、變壓器三大部分。然而電壓有直流與交流二種,因此可將電機機械又區分為直流電機與交流電機。
研究主題 範圍 分類 包含內容
電機機械 發電機
電動機
變壓器 直流電機 直流發電機
直流電動機
交流電機
1.感應電機
2.同步電機
3.變壓器 1.感應發電機感應電動機
2.同步發電機同步電動機
特殊電機
欲徹底理解電機機械,必須對直流電壓與交流電壓傳輸特性加以瞭解,才能對直流電機與交流電機深入貫通。學習電機機械的最大障礙,是未特別注意直流與交流二者差異,且往往用直流系統觀念去面對交流系統,最後交、直流不分。
在應考電機機械時,通常視它為頭痛科目,但當認識它之後,將會發現這個科目是並不如所想那麼艱深,且是最好拿分的科目之一!
對電機機械的基本認識
電機機械是一門實用物理科學,舉凡發電機、變壓器、電動機均與生活息息相關。家裡電器如冰箱、冷氣、果汁機要用「電動機」;手機、隨身聽,需要「變壓器」來降壓,再整流成為直流電使用。如果說發電機與我們無關,那就錯了,當921地震後,北部、中部地區電力嚴重不足時,發電機便成搶手貨。90年9月17日納利颱風帶來豐沛雨量,使台北地區、捷運車站、火車站、大樓地下室均淹水,當時「發電機」、抽水機價格便水漲船高。
抽水機是由「發電機」配合「電動機」才能作用的,但什麼叫做電機機械?詳見下表說明:
電機機械本質 說明 應考上涵義
是一門基礎的科學 電力系統係由發電機,變壓器,輸電線負載(電動機)組成 電機機械乃構成電力系統基本要素,因此電機機械與電力系統關係密切,因而出題者會以系院整合方式命題,亦即除了對單一電機應深入瞭解外,不同電機整合成一小電力系統之題型,亦應小心應付,深入了解各單機的基本原理並訓練自己的整合能力,將相關觀念整理起來,並展現在學院題型的題目內容裡。
是一門理論的科學 電機機械是以磁做媒介之能量轉換器,包括機械能變電能之發電機,電能變機械能之電動機與電能變電能之變壓器三種能量轉換器。 由於電機機械以磁為媒介,因此磁的觀念與磁路原理亦為考題重點。
三種能量轉換器均有電能,以磁產生電勢原理係依據法拉第定律與楞次定律,但由於各種電機結構不同,因此產生電勢方式亦不同。
除了變壓器外,發電機與電動機均有機械能,以磁產生轉矩原理均相同,但由於旋轉電機結構不同,因此產生轉矩方式亦有所差別。
先了解以磁為媒介產生電勢與轉矩基本共同原理, 配合對各電機結構差異的探討,進而全盤對各電機工作特性透徹明瞭。
是一門實用的科學 各種產業及生活上不可欠缺的幫手。 電機機械應用範圍廣大,因此實用性越大者被選為考題的機會越大。
你知道臺灣高速鐵路變電站主變壓器是何轉接線嗎?
感應電機之最佳變頻速控,除用於產業外,現已廣泛用於生活中之冷氣機。
電機機械準備過程
階段 目標 重要工作 應把握之原則
一 建立電機機械基本架構 ‧精讀一本好的課本
‧記筆記 ‧此架構將所學消化整理而建立,並非完全
按照課本 的章節。
‧在研讀電機機械時,要能掌握住整體架構
,並配合掌握各類電機相同性與相異處。
二 充實理論基礎 ‧博覽相關書籍 ‧將共同原理整合一起。
‧依共同原理配合各電機結構差異,整理出
系統化,結構化的電機機械總體性觀念。
三 模擬演練與猜題 ‧歷屆考古題演練
‧預測未來趨勢
參考書目
作者 書名 特色 用途
Stephen J. chapmzn ELECTRIC
MACHINERY
FUNDAMENTALS 內容架構完整,易於精讀 初學者最佳教材
A .E. Fitzgerald ELECTRIC
MACHINERY ‧架構條理分明
‧磁路原理與應用簡介 進階研讀
G. R. SlemonA. Straughen Electric
Machines 磁路原理與應用深入探討 進階研讀
應考答題要領
問答題:
(1)先確定答題架構。
(2)邏輯正確,不可本末倒置。
(3)物理觀念正確,電機原理明確表示。
(4)小心不要筆誤。
計算題:
(1)將題目所提示之觀點與指示加以確認。
(2)有條理分析及整合。
(3)進入快速計算過程。
(4)將分析計算所得答案,大略以自己累積之合理物理觀念,快速研判答案合理性。
證明題:
(1)整理出可能出證明之題型。
(2)有系統的把握各類型之證明程序。
(3)依程序多演練幾次。
(4)考前再複習。
電機機械92~90年高考、技師配分表
年度 高考 技師
90 91 92 90 91 92
變壓器 20 25 20 20 25
感應器 40 30 50 40 30 25
同步機 40 20 20 30 25
直流機 20 30 25 20 20 25
電機機械可分為變壓器、感應機、同步機與直流機四大部分,在公務人員高考、技師高考,比重以感應機偏重,但四大主題比重尚稱平均,面對這四大單元均需注意。
電磁學‧準備要領
「電磁學」的內容很多,可以說是向量微積分的練習,學習電磁學最基本的功夫就是熟悉向量微積分。電磁學討論的重心是電磁場,而靜電是發散場,靜磁場是螺旋場,對於各場的散度與旋度特性要清楚,並且了解電磁場的來源,即靜電場主要是電荷、靜磁場主要是穩定電流、時變電磁場的來源不只是電荷與電流,時變的電磁場也會互相感應產生,而有電磁波的存在等基本觀念。
建立穩固基本概念
近年來,電子電機科技突飛猛進,諸如半導體技術通信傳輸、光電應用或生醫設備等,均往輕、薄、短、小發展,其間所需知識與技術,已非早期電子、電路系統僅僅處理電流電壓之關係即可滿足;不論是電磁波傳遞(如光纖通信,手機傳輸等)、或因「次微米」,「奈米」結構造成元件內部電磁特性的影響均須用到大量電磁學、電磁波的知識,故現今理工學門的考試(如:研究所入學考、高考、特考、電機技師考試……),均將其列為攻讀電機、電虧、光電、通訊、物理,甚至太空科學、大氣物理、地球科學的必考科目之一。當然,不同學門的研究領域及重點自然不同,如通訊工程通常偏重在電磁波方面,而物理學門則較著重在電磁場熱面。因此舉例而言,對工程學系的考生來說,其準備應考的方向及重點,應以較多之精神與努力,投注在電磁學工程應用的練習上。
大致而言,電磁學可概分為四個區塊:1.靜電場。2.靜磁場。3.電磁場(電磁感應、時變場)。4.電磁波。考生應選一本好書,以庫崙定律為起點,循序漸進,由靜電場在自由空間、電介質空間;靜磁場在自由空間、磁性材料;時變場及電磁波傳導之閱讀順序好好詳讀一次,以建立穩固、清晰、完整的電磁學概念。切勿一開始僅以講義、筆記及題型練習準備,否則將陷於徒有數學解題技巧、以管窺天的片段知識困境中。
有了完整的概念後,除了不斷地反覆練習,提昇解題能力外,更應隨時注意周遭環境中,常使用到的電磁學應用之家電設備,如微波爐,電磁爐、手機等。並反問自己,此應用設備與電磁學之確切關聯,以鍛鍊更紮實、深厚的電磁學功力。準備入學考試的最佳方法,充分練習,建立完整的電磁學觀念(如馬克士威爾方程式的物理意義)才是正確的準備方向。
基本認識及關係結構
電磁學常令人感到困惑的,應是馬克士威爾方程式在工程應用上、物理上的意義何在?及各方程式彼此之間的相關聯性。當然,相對論如何被引進,電磁波如何在波導內,也是近年來熱門的光電通訊之議題,以下簡述其關係結構:
電磁學(馬克士威爾方程式)
靜電場:
庫崙定律與高斯定律。
真空下之靜電場。
介電材料內之靜電場。
唯一定理、重疊原理、Laplace's and Poisson's方程式。
相對論:
Lorentz -Transformation。
四維運算子。
電荷守恆。
移動電荷的電磁場。
靜磁場:
Biot-Savart Law。
穩態電流與非磁性材料之磁場。
安培迴路定律。
磁場散度
磁性材料之磁場。
電磁場:
法拉第定律。
電感。
電磁能量儲存。
Lorentz-condition。
電磁波:
無限大介質內之平面波傳導 (Poynting vector)
波動方程式。
自由空間。
良導體(skin-depth)。
電漿。
平面波傳導在介面處之反射與折射
snell's law
Fresnel-equation
全反射
Brewster angle
良導體表面之反射與折射
導波
TE wave
TM wave
TEM wav
電磁波輻射
四階段準備原則及學習目標
好的理論科學是由基礎建構起來,並應用在實際工程技術上,電磁學正好符合此一特徵。以下我們就根據電磁學這項特色,討論應試前之準備工作該如何開展。
第一階段:
了解及建立整個電磁學之基本架構,並試著思考電磁學與日常生活應用的家電設備之關聯。
收集、演練歷屆試題。
詳讀書籍並勤作筆記。
將電磁學各章節融會貫通,勿只注重筆記與題目演練。
思考電磁學可能應用方向。
分類歷屆試題並計算分數比重,以合理的安排讀書時間。
注意熱門電磁學議題之方向
第二階段:
清楚各定律之物理意義並熟記之。
對馬克士威爾方程式及各項公式反覆推論其物理意義。
藉由題目的反覆演練,加深各方程式之真實意涵的認識。
.對各公式內涵之物理意義須不斷的反覆熟背至可默寫程度。並利用題型的充分演練,使自己的了解更加穩固,甚至對可能的應用範圍及變化亦能確切掌握更佳。
.對各章節之關聯,須有明確認知。
第三階段:
反覆練習,使解題能力提昇,解題時間明顯縮短。
不斷練習,加強鍛鍊自己的邏輯思考能力,以應付可能的題型變化。
縮短解題時間,以培養自信心。
理工學門之學習,須要有清晰的邏輯思考,能力及數學基礎,而欲達成此成果,唯有不斷的自我測試。
強迫自己獨立思考,並在完成題型演練之前切勿輕易翻閱解答。
自信心是考試時能否正常發揮的關鍵,故不斷的練習,除使自己能熟悉題型,不致在應考時陷入緊張失措的地步;由於解題速度的提昇,更可提升自信心,製造無形的戰力。
第四階段:
模擬練習,補強弱點。
歷年考題的測試與分析。
注意熱門電磁學議題。
再一次加強基本觀念及電磁學體系的了解。
生活正常,心情放鬆,勿患得患失,徒增壓力。
此時應已完完整整複習了一遍電磁學,接下來則針對報考之命題重點作各種補強動作。
.對各基本觀念,如馬克士威爾方程式之物理意義及可能應用作最後的確認。
答題要領
放鬆心情,得失心暫拋腦後,冷靜應考。
答題要完整,式子推導應邏輯分明,井然有序,所作之各假設符號,須清楚交代其意義。
答題順序,應以簡易、有把握者為優先,以提升解題速度,但須小心,以免筆誤。
不要浪費太多時間在單一題目上,以免陷於緊張不安的情緒,寧可留待其他題目解答之後,最後再回來作答。
答題時應求直接點出重點,勿拉扯過多無意義內容,徒增評分老師的反感,反而降低得分。
靜電1-5章 靜磁6-7章 電磁波8-12章
高考、技師配分情形 50% 20% 30%
重點章節:第4、8、10章,必拿高分
通訊系統‧準備要領
近年來高科技產業已經從電腦產業、發展半導體製程產業、進而推廣網際網路產業。在所謂達康公司(.com)泡沫化之際,現行網際網路產業仍吸引了許多人前仆後繼的加入,英特爾(Intel)總裁葛拉芙即預測未來五年內,所有的公司均會網路化,微軟(Microsoft)總裁比爾蓋茲在2001拉斯維加斯COMDEX秋季電腦展的開幕演說中指出,在未來十年(數位時代)內,由科技所帶動的生產力成長率,預計將是九0年代的二倍。再者,根據澳洲「無紙化貿易對APEC之效益」(Paperless Trading Benefits to APEC)研究報告中指出,改善電信基礎設施,建置高速光纖網路,提供低成本、普及化的服務,提高中小企業與電子商務的能力等,將是APEC未來重點。同時,歐美各國正積極推動無線通訊系統,從無線通訊系統之設計、製造、測試、行銷、維修、管理等均需大量人力投入,而我國亦將通訊產業、資訊產業列為十大新興產業。所以,通訊產業已成為最受注目的明星領域之一,無論在相關的學術研究或產品開發上,全世界都在蓬勃發展中。
在準備通訊系統考試時,首先要針對報考類別,分析出題方向及命題特色,作深入的瞭解,如此方能達到事倍功半的效果。
通訊系統準備方向
階段 目標 重要工作 應把握之原則
一 建立整體基本架構 ‧精讀一、二本書
‧勤寫筆記 ‧瞭解通訊系統整體內容及其可能的應用範圍
‧依整體架構順序,消化所有內容
二 充實理
論基礎 ‧對各定義作深入瞭解
‧瞭解各公式物理意義
‧注意各定理公式之限制
條件
‧對各定理衍生之變化題,有必要進一步理解,甚至
能推導證明
‧定理應用之各方向要能瞭解,同時其背後之物理意
義即為其精髓
‧定理推導中所採用之假設、簡化之模式、近似之分
析,均為其限制條件
三 模擬演練 ‧歷屆考古題演練 ‧對有問題之題目多加注意,作為未來複習之參考
‧綜合歷屆考題,並針對重要題型加強準備
四 縮短答題時間 ‧不斷反覆練習直到完整
熟練
‧ 縮短思考答題時間,最
好能作到反射動作進行
答題 ‧先演練各章節之考古題,到熟悉後再按各校將試題
重做一遍,並注意是否能在限定時間內完成
‧訓練邏輯思考,正確運用定義、定理,恰當解釋物
理現象
通訊系統答題要領
具備要領:
答題要儘量完整。
須寫明假設、引用之定義及定理或使用方法。
邏輯正確,不本末倒置。
細心檢查,避免筆誤。
注意物理單位。
保持試卷整潔。
速度宜快。
作答技巧:
瞭解題目意義:由於訊號與系統是一門基礎科學,其所考量之通訊模式均有其獨特性, 如果將題目弄錯,會造成張冠李戴的情形,不僅浪費時間,同時也會影響心情!
考量定理應用:由於訊號與系統是一門理論科學,各章節的定理均為通訊界大師的心血 ,也是命題委員喜歡出題的範圍,如果能對該部分充分理解,則掌握基本分數是輕而易 舉之事。
注意計算推導:由於訊號與系統是一門整合科學,從模式之建立、定理之引用、到計算之推導,對考生而言均考驗其系統整合之能力,尤其通信系統本身即強調系統概念,所以各階段之整合為重要依據。
解釋物理意義:由於訊號與系統是一門應用科學,其計算數據之結果,所代表的意義,往往成為解題關鍵,應加強此方面之訓練,以便在實務上有其發揮。
通訊系統命題配分表
類別年度
內容 電子技師
90年 91年 92年
訊號與系統 40%
類比通訊 15% 40% 20%
隨機程序 20%
數位傳輸 20% 20%
進階數位傳輸 45%
無線通道 20% 20%
編碼理論 20% 20%
參考網址
http://www.getgoal.com.tw/infor/prepare/index.htm
[ 本帖最後由 max1130 於 2007-12-26 13:50 編輯 ] |
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