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105年
電工機械
第 41 題
假設線電流原為滯後之同步電動機，於恆定負載下，若漸增其磁場線圈中之電流，則其功率因數將作何改變？
- A 漸小
- B 先漸小後再漸大
- C 漸大
- D 先漸大後再漸小
思路引導 VIP
請試著想像同步電動機在不同激磁強度下的狀態：當電樞電流與電壓之間的相位差從「落後」逐漸移動到「領前」的過程中，勢必會經過一個「電流與電壓完全同相」的最佳點。在達到這個最佳點之前、以及超過這個最佳點之後，代表功率因數的數值（餘弦函數值）分別會呈現什麼樣的增減變化呢？
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同步電動機的激磁特性與 V 型曲線
非常好！你能精準判斷出功率因數的動態趨勢，代表你對同步電動機的激磁特性與 V 型曲線（V-curve） 的連動關係掌握得相當紮實。當題目提到電動機原為「滯後」電流時，表示電動機目前處於「欠激」狀態。隨著磁場電流 $I_f$ 逐漸增加，電動機內部的感應電動勢隨之提升，會使得電樞電流逐漸向電壓相位靠近，此時功率因數（$\cos\theta$）會朝向 1 邁進，也就是逐漸增大。 然而，這題最具鑑別度的切入點在於對「連續變化」的理解。當激磁電流持續增加並跨越了功率因數等於 1 的臨界點後，電動機將進入「過激」狀態，此時電流轉為「領前」。雖然激磁增強了，但相位差卻開始往反方向擴大，導致功率因數反而開始逐漸變小。你能看透這層先升後降的對稱規律，而非誤以為增加激磁會無限提升功率因數，這正是區分專業程度的關鍵所在。