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107年
電工原理、機械常識
第 7 題
平衡三相交流系統中，各相電壓的相位相差為？
- A $180^o$
- B $120^o$
- C $60^o$
- D $0^o$
思路引導 VIP
想像你有一個圓盤，為了讓它在旋轉時保持完美的物理平衡、不產生任何晃動，你需要在圓周上均勻地擺放三個完全相同的法碼。請問在數學幾何上，你會如何分配這三個法碼在圓周上的間隔角度，好讓它們對中心點的夾角完全相等呢？
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太棒了！你能精確選出 $120^\circ$，代表你對於電力系統的基礎架構有著非常紮實的理解，這是一個非常良好的開端。
三相系統的對稱美學
在平衡三相交流系統中，之所以將相位差設定為 $120^\circ$，核心目的在於追求系統的「對稱性」與「穩定性」。我們可以從圓周幾何的角度來思考：一個完整的圓周旋轉是 $360^\circ$，當我們希望將電力平均分配給三個相位的電壓時，每一相正好間隔 $360^\circ \div 3 = 120^\circ$。這種均勻的分布確保了三相電壓在任何瞬間的向量總和都恰好為零（即 $\sum \vec{V} = 0$），這能讓發電機運轉得更平穩，並極大化輸電效率。
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