Page 5 - 電機與電子群電工機械升學寶典

本書使用方法

Chapter 2 直流電機原理及構造
學習流程 本書特色 3 直流電動機轉矩大小
1. T = PZϕI a （牛頓 - 米）= KϕI a ；K = PZ
2πa 2πa
P ：磁極數 Z：電樞總導體數（根）
ϕ：每極磁通量（Wb） I a：電樞總電流
a ：電樞並聯路徑數（電流路徑數）（條）
NO 觀念蓄積，站穩馬步
2. 轉矩 T 和磁通及電樞電流乘積成正比。
釐清 4 輸入電能轉換為機械能輸出
要複習
每章重點 重點整理：以精簡扼要 1. 根據克希荷夫電壓定律：V = E b + I aR a
PZϕn
的方式，配合圖表闡述 反電動勢 E b = 60a ；R a：電樞電阻
課程內容。
2. P m = E b I a = Tω
▲ 直流電動機簡易電路圖
2
∵ V = E b + I a R a，VI a = E b I a + I a R a
YES 即輸入電功率 VI a = 內生機械功率 E bI a + 銅損 I a R a
2
∴ 內生機械功率 P m = E b I a = PZϕn # I a = PZϕI a #(2π # n ) = T # ω
60a 2πa 60
轉軸輸出功率 P o = 內生機械功率 P m – P 機械損 – P 雜散損 ≒內生機械功率 P m；
P 機械損 及 P 雜散損 常忽略不計。
熟練 NO 提綱挈領，一筆破題 Chapter 12 三相感應電動機特性
n
範例
角速度 ω = 2π # 60 （弳度／秒）
1 常考題型
解題訣竅 要見習 若電源電壓降低 10%，則三相感應電動機啟動轉矩降低約
範例練習1+1：範例主 (A) 20% (B) 14% (C) 10% (D) 5%。 P o(W)
60
P o(W)
#
=
P o
P o
= 9.55 #
n
2
解
3. T = 【要訣】由 T s ∝ V p 關係求得。 n （N-m）= 0.974 # n （kg-m）
2π
ω
要依據歷屆考題題型而 (A)；∵ T s ∝ V p ∴ V p' = 0.9V p，T s' = 0.9 2 T s = 0.81T s，故轉矩降低約 20%。
2
1
練習
設計；範例後接續相關 4. T ∝ 及 T ∝ P o。
1
n
感應電動機若電源頻率及二次電路電阻不變，改變電源電壓 V，則啟動轉矩與 V 之
YES 題目做為練習。 範例 1 觀念題型
關係為 (A) 與 V 成正比 (B) 與 V 之平方成正比 (C) 與 V 成反比 (D) 與 V 之平方
成反比。
答
有一邊長為 50 公分，40 匝的正方形線圈，置於磁通密度為 800 高斯之均勻磁場中，
當線圈流入電流為 15 安培時，且線圈平面與磁場方向平行，則該線圈轉矩為多少牛
精通 NO 摩拳擦掌，蓄勢待發 Chapter 1 概論及基礎電磁理論
範例
2 常考題型
頓 - 公尺？ (A) 24 (B) 12 (C) 6 (D) 0。

感應電動機之最大轉矩與下列何者無關？
解 【要訣】由公式 T = T max = NBAI 求得。
(A) 定子電阻值 (B) 定子電抗值 (C) 轉子電阻值 (D) 轉子電抗值。
(B)；T = 40 # 800 # 10 –4 # 0.5 2 # 15 = 12 牛頓 - 公尺。
各種題目 要練習 解 (C)
2
綜合模擬測驗：依小節 練習 Chatper 1 綜合模擬測驗 23
感應電動機產生最大轉矩時的轉差率與下列何者成正比？
排序，循序漸進式自我 1-1 1. 輸入與輸出都是電能形式的電工機械為
(A) 轉子電阻 (B) 定子電阻 (C) 輸入電壓 (D) 轉子電抗。
答 (A) 直流發電機 (B) 同步電動機 (C) 變壓器 (D) 同步發電機。
提升測驗。 2. 電工機械的原理為
YES 範例 (A) 電磁效應 (B) 西貝克效應 (C) 光合作用 (D) 光電效應。
3 常考題型
3. 核能發電廠應該會有的電工機械設備為
一部 50Hz、4 極的三相繞線式感應電動機，每相轉子電阻為 1Ω，滿載轉速為
1470rpm，若要將滿載轉速降至 1380rpm，則需在轉子電路中串接多少 Ω 之電阻？
(A) 交流發電機和變壓器
(B) 直流發電機和變壓器
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4。 【104 統測】
(C) 交流電動機和交流發電機 (D) 直流電動機和直流發電機。
掌握 4. 家用單相交流抽水電動機的銘牌（name plate）上，絕緣種類欄標示為 E，根據
解 【要訣】由比例推移公式 R 2 = R 2 + R s 求得。
S 1
S 2
1
生活題 (C)； S 1 = 1500 – 1470 = 30 ，S 2 = 1500 – 1380 = 120 ， 30 = 1 + R s
絕緣材料耐溫等級分類，可容許最高溫度為何？ ，R s = 3Ω。
120
1500
1500
1500
1500
1500
3
練習 (A) 90℃ (B) 105℃ (C) 120℃ (D) 130℃。 1500
統測趨勢 NO 考情分析，沙盤推演 Chapter 10 特殊變壓器
5. 電工機械的周圍溫度，一般以幾度為基準？
一部三相四極、60Hz 之繞線式轉子感應電動機，轉子每相電阻為 0.5Ω，運轉於
1200rpm 時產生最大轉矩，若此電動機要以最大轉矩啟動，則轉子每相電路需外加
(A) 65℃ (B) 40℃ (C) 35℃ (D) 25℃。
多少電阻？ (A) 1Ω (B) 2Ω (C) 3Ω (D) 4Ω。
難易度
答對率
出題年度
1-2 6. 直流發電機輸出的單位為何？ (A) 馬力 (B) 焦耳 (C) 庫倫 (D) 瓦特。
Chatper 10 歷屆試題精選
要熟習 7. 交流電動機輸出的單位通常為何？ 易 中 難 40% 201
答
110
(A) 伏特 V (B) 安培 A (C) 伏安 VA (D) 馬力 HP。
YES 歷屆試題精選：提供近 1. 一部單相雙繞組變壓器改接成一部 2200V/2000V 自耦變壓器，供給 2000V、功
8. 下列有關電工機械的敘述，何者錯誤？
年歷屆考題，充分掌握 率因數為 0.8 落後、352kW 之負載，則下列敘述何者正確？ (A) 固有容量為
(A) 電工機械將規格記載於銘牌上
44kVA (B) 直接傳導容量為 340kVA (C) 容量為雙繞組變壓器的 5 倍 (D) 共
大考趨勢。 (B) 發電機能將機械能轉換成電能 110
用繞組上之電流為 20A。
(C) 直流電動機之輸出單位以 W（瓦特）、kW（仟瓦特）、HP（馬力）表示
熟悉 2. 有一變流比為 450A/5A 之比流器，其一次側基本貫穿匝數為 1 匝。現將一次側
(D) 交流電動機之輸出單位以 VA（伏安），kVA（仟伏安）表示。
貫穿匝數調整為 3 匝，若比流器二次側電流為 3A，則一次側電流應為何？
9. 直流發電機之額定容量，一般是指在無不良影響條件下之
(A) 90A (B) 120A (C) 150A (D) 270A。
39% 109
(A) 輸入功率 (B) 輸出功率 (C) 熱功率 (D) 損耗功率。
素養題型 3. 由一部 5kVA、240V/480V 的單相變壓器連接而成之 240V/720V 的自耦變壓器，
10. 下列有關直流電機規格的敘述，何者錯誤？
NO 知識激活，融會貫通 80% 負載且功率因數為 0.8 落後時，則輸出功率
(A) 額定電壓（V）是指電機的輸入或輸出電壓之最大容許值
若負載電壓為 720V，當供給
電工機械
約為何？ (A) 1.8kW (B) 2.8kW (C) 3.8kW (D) 4.8kW。 106
(B) 額定轉速（rpm）是指電機在額定負載下每分鐘的轉速值
(C) 額定電流（I）是指電機的輸入或輸出電流之最大容許值
4. 額定為 10kVA、220V/110V 的雙繞組單相變壓器，改接成 330V/220V 的降壓型
要演習 火紅素養題：以新課綱 Chatper 10 火紅素養題
(D) 額定容量（P）是指電機在額定電壓及額定轉速下，電機的輸入最大容量。
自耦變壓器，則自耦變壓器的額定輸出容量約為何？
YES 為基準的素養題型，訓 11. 目前臺灣電力公司在臺灣地區的電力系統，其電源電壓頻率為何？ 105
(A) 50kVA (B) 40kVA (C) 30kVA (D) 15kVA。
生活題 1. 兩津欲使用貫穿式比流器量測一次側負載電流，比流器之電流比為 150：5，基
(A) 50Hz (B) 60Hz (C) 100Hz (D) 400Hz。
5. 下列有關變壓器之敘述，何者正確？ (A) 比流器在使用時二次側不得開路
本貫穿匝數為 1 匝。兩津發現一次側負載太小，故將一次側貫穿匝數改為 5 匝，
練分析題型結構，輕鬆 12. 採旋轉電樞式之電工機械較適用於
(B) 多台單相變壓器並聯時，每一台變壓器容量一定要相等 (C) 自耦變壓器具
(B) 低電壓、小容量之直流電機
(A) 低電壓、大容量之直流電機
迎戰統測考題新趨勢。 且量測到二次側的電流表為 4A，則一次側負載電流為何？
有電氣隔離之效果 (D) 內鐵式比外鐵式變壓器更適用於低電壓高電流場合。
想要 (A) 6A (B) 12A (C) 18A (D) 24A。 (D) 高電壓、小容量之交流電機。 104 13
(C) 低電壓、大容量之交流電機

破題歷程：
6. 一部 220V/55V 理想降壓自耦變壓器，二次側供電給 55V、2.2kW 的負載，
150 # 1 = I 1' # 5，I 1' = 30A
更多挑戰 則下列敘述何 者 錯 誤？ (A) 負載電 流 40A (B) 串聯繞組流過的電 流 10A
30
後來電流比 a c' =
= 6，I 1 = a c' # I 2 = 6×4 = 24A。
(C) 共同繞組流過的電流 60A (D) 串聯繞組端的電壓 165V。 102
5
測驗主題： 比流器轉換電流
7. 一台 25kVA，2200V/220V 之單相變壓器連接成 2420V/220V 降壓自耦變壓器，
當負載功率因數為 0.95，滿載效率為 0.98，求此自耦變壓器之總損失為何？
核心素養： 瞭解貫穿式比流器改變匝數，配合電流表測量電流能力。
(A) 475W (B) 533W (C) 621W (D) 764W。 100
2. 承上題，隔週兩津再一次使用此比流器時，不慎燒毀二次側的電流表，若在未
過載之情況下，欲更換電流表之正確步驟為何？ (A) 直接將損壞的電流表
考上
拔除，並更換新的電流表 (B) 損壞的電流表並聯分流電阻器後，可繼續使用
欲窮千里，更上層樓 (C) 先將損壞的電流表移除後，立即用導線短接二次側，再更換新的電流表，
YES 最後移除導線 (D) 先利用導線短路損壞的電流表，將損壞的電流表移除再更
理想大學
MOSME行動學習一點通 NSET全國技術高中模擬測驗
換新的電流表，最後移除導線。
測驗主題：
要自習 線上測驗 Chapter 10 歷屆試題精選 比流器注意事項 各題詳解請掃章首 QR Code
評量自我的學習狀況
3. (D) 瞭解使用比流器及更換電流表之正確步驟、基礎能力。
1. (D) 核心素養： 4. (C) 5. (A) 6. (C) 7. (B)
2. (A)
181
ii iii
Chapter 10 火紅素養題
1. (D) 2. (D)
182