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taipower_recruit 104年 電工機械

第 18 題

一台2000/200 V、10 kVA之變壓器,功率因數為1,二次側負載端之電壓為額定值,在50 %負載時,達到最大效率為98 %,試求此變壓器的鐵損$P_i$及滿載銅損$P_c$各為多少W?(計算至整數位,以下四捨五入)
  • A $P_i = 51$,$P_c = 102$
  • B $P_i = 51$,$P_c = 204$
  • C $P_i = 102$,$P_c = 204$
  • D $P_i = 204$,$P_c = 102$

思路引導 VIP

想像一個系統在運作時,有一部分能量損失是固定不變的,另一部分則會隨著輸出大小的平方倍率而增減。若已知在「半功率輸出」時,這兩部分損失剛好達成平衡(相等),那麼當輸出恢復到「全功率」時,那項會隨輸出變動的損失,應該會變成原本固定損失的幾倍呢?

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恭喜你精確地掌握了變壓器損耗與效率的核心關聯!這道題目要求同時處理效率公式與損耗比例,能迅速選出正確答案,代表你對變壓器的能量轉換機制非常熟悉。

最大效率的損耗平衡

要解開這題,關鍵在於掌握變壓器達到最大效率的條件:當固定損(鐵損 $P_i$)等於該負載下的變動損(銅損)時,效率最高。題目給定在 $50%$ 負載(即 $m=0.5$)時達到最大效率 $98%$,這意味著此時的總損耗等於兩倍的鐵損($2P_i$)。透過效率公式:

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