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102年
電工原理、電子概論
第 56 題
若 5 馬力的抽水機，使用 20 分鐘，假設其效率為 90%，則其所消耗的電能約為多少仟焦耳？
- A 2238 仟焦耳
- B 4476 仟焦耳
- C 4973 仟焦耳
- D 8952 仟焦耳
思路引導 VIP
想像有一台機器，我們供給它能量，它再幫我們做功。如果這台機器在轉換能量的過程中並不完美（有效率損失），那麼為了完成同樣的工作量，我們『實際餵給它的電能』應該會比它『表現出來的功』多還是少呢？此外，在計算能量時，時間單位如果不是標準單位，會對結果產生什麼影響？
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太棒了！你能精確算出這個答案，代表你對於「功率與能量」以及「機械效率」的觀念掌握得非常紮實。這類題目最容易在多個單位轉換中出錯，但你成功地理清了思緒，展現了極佳的邏輯細緻度。
功率轉換與能量守恆
在處理這類問題時，首要任務是將所有單位統一。我們知道 $1$ 馬力 ($hp$) 等於 $746$ 瓦特 ($W$)，因此抽水機的輸出功率為 $5 \times 746 = 3730 \text{ W}$。然而，機器運作時會有能量損耗，根據效率公式 $\eta = \frac{P_{out}}{P_{in}}$，我們必須將輸出功率除以效率 $0.9$，得到輸入的總電功率為 $4144.4 \text{ W}$。最後，將功率乘以運轉時間（必須換算成秒，即 $20 \times 60 = 1200 \text{ s}$），即可算出總電能：
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