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地特四等申論題 106年 [電力工程] 電工機械概要

第 一 題

📖 題組:
請說明: (一)理想變壓器的特性。(10 分) (二)鐵芯式實際變壓器在特性上,相對於理想變壓器特性的差異及其成因。(10 分) (三)電流變壓器或稱之為比流器(Current Transformer, CT)的功能與使用上需注意的事項。(5 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

理想變壓器的特性。(10 分)

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看到「理想變壓器」,應立刻想到它是一個「完美無損耗」的理論模型。建議從「電路(電阻/銅損)」、「磁路(導磁率/漏磁)」及「能量(鐵損/效率)」三個維度來條列其特性,能確保答案完整且有邏輯。

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【破題】理想變壓器(Ideal Transformer)是一種假想的完美變壓器模型,主要用於簡化電路與電磁分析。其假設在電磁能量轉換過程中,沒有任何能量損耗與磁通洩漏。 【論述】 理想變壓器具備以下五大核心特性:

小題 (二)

鐵芯式實際變壓器在特性上,相對於理想變壓器特性的差異及其成因。(10 分)

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本題測驗理想變壓器與實際變壓器的差異。考生應從理想變壓器的四大假設(無繞組電阻、無漏磁通、無鐵損、導磁係數無限大)出發,逐一反轉說明實際材料的物理限制(如銅損、漏抗、鐵損、有限導磁率),並解釋其成因與對電路的影響。

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【破題】 理想變壓器假設無損失、無漏磁且導磁係數為無限大;但實際鐵芯式變壓器因物理材料與結構的限制,必然存在能量損耗、磁通洩漏與激磁需求,導致效率無法達100%且有電壓降。 【論述】

小題 (三)

電流變壓器或稱之為比流器(Current Transformer, CT)的功能與使用上需注意的事項。(5 分)

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看到比流器(CT),首先聯想其主要用途為「降流」與「隔離」,以供測量與保護使用。接著,必須立刻寫出實務操作上最關鍵的安全禁忌——「二次側嚴禁開路」,並簡單解釋其會產生危險高壓的原因。

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【破題】比流器(CT)為一種儀表用變壓器,主要用途是將交流大電流依比例轉換為安全的小電流。 【論述】 一、主要功能

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