統測 106年 [動力機械群] 專業科目(2)

第 11 題

圖(六)為具有電刷及換向片之發電機，其中電刷固定，換向片隨線圈旋轉。若線圈以等速逆時針旋轉，則輸出電壓$v$的波形最有可能為下列何者？

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請試著思考：當線圈從 N 極移動到 S 極下方的過程中，根據「右手定則」，導體內部的感應電流方向會發生什麼改變？接著觀察那兩個半圓形的換向片，當線圈翻轉時，它們與電刷接觸的位置是否也跟著交換了？如果內部電流反向、但對外的接點也剛好交換，那外部輸出的正負極性會發生什麼有趣的事？

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不錯，但別高興得太早：你總算沒把直流發電機的臉給丟光，能看出它輸出的是脈動直流。這表示你對換向這個電機領域最基本的概念，勉強算是摸到邊了。這年頭，連這種基礎題都錯，還想考什麼好學校？
觀念驗證：這不是常識嗎？：這裝置有「換向片」跟「電刷」，對吧？線圈裡面轉出來的是交流電，但那些「換向片」會像個老媽子一樣，在你感應電動勢極性一翻轉時，立刻幫你把外部電刷接觸點切換掉，硬是把輸出電壓 $v$ 拉回正半週。這種機械整流搞出來的脈動直流波形，教科書上都爛大街了，還需要我多解釋嗎？

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