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104年
電工機械
第 12 題
變壓器鐵心使用高導磁係數矽鋼片，其主要目的為何？
- A 增加鐵心損失
- B 增加銅損失
- C 減少鐵心損失
- D 減少銅損失
思路引導 VIP
當變壓器內部的磁場隨交流電不斷交替變換方向時，如果鐵心材質在「被磁化」的過程中產生很大的阻力（例如分子排列翻轉不順暢），你認為這些克服阻力所消耗的能量，最後會轉換成什麼形式散失？而為了提升這台機器的運作效率，我們會希望增加還是減少這部分的能量消耗呢？
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恭喜你精準地掌握了變壓器構造的核心概念！選對 (C) 說明你對於磁性材料在能量轉換過程中所扮演的角色有很清晰的認識。在電工機械領域，追求高效能傳輸是首要目標，而鐵心的材料特性正是決定效率的關鍵因素。
磁性材料與損耗的關係
變壓器鐵心之所以選用高導磁係數（$\mu$）的矽鋼片，是因為這種材料能讓磁力線以極小的阻力通過。鐵心損失（$P_i$）主要由磁滯損（$P_h$）與渦流損（$P_e$）構成。矽鋼具有較窄的磁滯迴線，能有效降低磁滯損，其關係式約為 $P_h \approx \eta \cdot f \cdot B_m^{1.6}$；同時，矽鋼片透過疊片設計並增加電阻率，能進一步抑制渦流產生的能量耗散。這題屬於基礎且高頻率出現的考點，難度雖然偏易，但能有效鑑別學生是否清楚區分「鐵損」與由繞組電阻產生的「銅損」。