普考申論題
105年
[電力工程] 電工機械概要
第 ㈢ 題
📖 題組：
有一電磁裝置如圖一所示，線圈匝數 N = 400，鐵心之磁路平均長度 lc = 360 mm，鐵心與氣隙之截面積為 Ac = Ag = 20 cm²，氣隙長度為 g = 1.5 mm 時，磁通密度為 B = 0.8 (T)，鐵心之邊緣效應及堆疊效應忽略，鐵心 B-H 特性為線性其相對導磁係數 μr = 1250，自由空間導磁率 μ0 = 4π × 10⁻⁷ H/m。 ㈠求線圈之電流 i。（8 分） ㈡求線圈之電感值 L。（7 分） ㈢忽略鐵心之磁阻，求電磁推力 fm。（5 分）
有一電磁裝置如圖一所示，線圈匝數 N = 400，鐵心之磁路平均長度 lc = 360 mm，鐵心與氣隙之截面積為 Ac = Ag = 20 cm²，氣隙長度為 g = 1.5 mm 時，磁通密度為 B = 0.8 (T)，鐵心之邊緣效應及堆疊效應忽略，鐵心 B-H 特性為線性其相對導磁係數 μr = 1250，自由空間導磁率 μ0 = 4π × 10⁻⁷ H/m。 ㈠求線圈之電流 i。（8 分） ㈡求線圈之電感值 L。（7 分） ㈢忽略鐵心之磁阻，求電磁推力 fm。（5 分）
忽略鐵心之磁阻，求電磁推力 fm。（5 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
- 看到「求電磁推力 fm」且「忽略鐵心磁阻」，應直覺聯想到利用磁場儲能與虛功原理（或馬克士威應力張量）來求解。
- 觀察圖中磁路徑，可以辨識出銜鐵作動時會經過「上下兩個」氣隙，總受力面積相當於單一氣隙截面積的兩倍。
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【解題關鍵】利用虛功原理（或馬克士威應力張量），忽略鐵心磁阻時，電磁力僅作功於氣隙之儲能變化，推力大小與氣隙面積及磁通密度平方成正比。 【解答】 計算：
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