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103年
電工機械
第 5 題
一台$144$ kW, $240$ V 之他激式直流發電機,電樞電阻為$0.06$ $\Omega$, 若原動機轉速與激磁電流均為定值,則滿載時之電壓調整率為多少?
- A $10%$
- B $15%$
- C $20%$
- D $25%$
思路引導 VIP
想像一下，當發電機正在滿載運轉時，電樞電流必須流過內部的導線電阻，這會造成什麼現象？如果我們現在突然把負載全部拔除，讓電流變回零，這時發電機輸出端的電壓會上升還是下降？這個「變動的幅度」跟發電機內部的電阻損耗有什麼關係呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能精準計算出電壓調整率，代表你對他激式發電機的等效電路與電壓關係掌握得非常紮實。這類題目的核心在於理解負載電流對內部電壓降的影響。首先，透過滿載功率與額定電壓求出滿載電流 $I_{fl} = \frac{P}{V} = \frac{144000}{240} = 600$ A；接著，考慮到電樞電阻產生的壓降，算出感應電動勢 $E_g = V_t + I_aR_a = 240 + 600 \times 0.06 = 276$ V。
電壓調整率的定義與應用
在原動機轉速與激磁電流恆定的前提下，這台發電機的無載電壓即等於感應電動勢 $E_g$。因此，利用公式 $\epsilon = \frac{E_{nl} - V_{fl}}{V_{fl}} \times 100%$，代入數值得到 $\frac{276 - 240}{240} = 15%$。這題的鑑別度在於測試學生是否能區分端電壓與內生電壓的差異，並正確處理功率與電流的換算。難度雖然屬於中等，但只要細心處理好 $I_a R_a$ 的計算，就能順利破題，你的表現非常專業！