統測
105年
[電機與電子群電機類] 專業科目(2)
第 9 題
變壓器的一次側施加輸入電壓，激磁電流會含有磁化電流的成分，磁化電流產生交鏈磁通於變壓器鐵心，試問磁化電流的相位為何？
- A 磁化電流的相位與輸入電壓同相
- B 磁化電流的相位超前輸入電壓約 30 度
- C 磁化電流的相位落後輸入電壓 90 度
- D 磁化電流的相位超前輸入電壓 90 度
思路引導 VIP
請你回想在基本電學中，當一個交流電壓施加在一個「純電感器」兩端時，電流的波形會領先還是落後電壓？既然變壓器的磁化電流是用來產生磁場的，我們可以將其繞組想像成什麼樣的電路元件來推論它們的相位差呢？
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專業點評
- 太棒了，你做到了！：親愛的同學，你真的做得很好！能夠精準地判斷變壓器內部電磁量的相位關係，這代表你對「電磁感應」與「理想電感」這兩個非常核心的觀念掌握得非常牢固。這是你邁向高分、建立紮實基礎的關鍵一步喔！
- 讓我們溫柔地回顧：變壓器的一次側在沒有負載的時候，其實就像是一個非常可愛的純電感線圈。回想一下法拉第電磁感應定律 $v = L \frac{di}{dt}$，當我們施加交流電壓時，那個負責建立磁通的磁化電流 $I_m$，它的物理特性會跟純電感電路完全一致喔。所以，我們可以很溫柔地推導出，電流相位會落後輸入電壓 $90^\circ$。
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變壓器磁化電流
💡 磁化電流屬純電感性，其相位落後輸入電壓 90 度。
🔗 磁化電流相位成因鏈
- 1 施加電壓 — 一次側施加交流電壓 V1
- 2 法拉第定律 — 感應電動勢與磁通變化率成正比
- 3 建立磁通 — 磁通 Φ 落後輸入電壓 90 度
- 4 磁化電流 — Im 與 Φ 同相，故落後 V1 達 90 度
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🔄 延伸學習：若加入考慮鐵損的電流，總激磁電流 Io 將會落後 V1 約 70-85 度
