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普考申論題 107年 [輪機技術] 船用電學與自動控制概要

第 一 題

📖 題組:
二、一部短並激之複激式直流發電機,其並激磁場電流為 2 安培,電樞電阻為 0.05 歐姆,串激磁場電阻為 0.02 歐姆。假設通過負載之電流為 100 安培,端電壓為 200 伏特,請求出: (一)電樞中之感應電動勢。(15 分) (二)電樞中產生之總功率。(10 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

電樞中之感應電動勢。

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看到「短並激之複激式直流發電機」,首先應在腦海中建構等效電路:電樞與並激磁場並聯後,再與串激磁場及負載串聯。解題時利用克希荷夫定律,先計算串激繞組造成的壓降以求出電樞端電壓,接著求出電樞總電流,最後代入發電機電壓方程式求出感應電動勢。

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【解題關鍵】利用短並激複激式發電機的等效電路關係,依序求出電樞端電壓與電樞電流,再代入感應電動勢公式 $E_a = V_t + I_L R_s + I_a R_a$ 求解。 【解答】 計算:

小題 (二)

電樞中產生之總功率。

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考生看到短並激發電機,應先在腦海中勾勒出其電路架構:串激磁場與負載串聯,而並激磁場直接與電樞並聯。解題時需先由負載端往回推算,求出電樞電流與感應電動勢後,再代入功率公式 P = E_a × I_a 即可得解。

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【解題關鍵】短並激發電機的總產生功率公式為感應電動勢與電樞電流之乘積(P_a = E_a × I_a)。 【解答】 計算:

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