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107年
電工機械
第 13 題
變壓器的銅損與負載電流之關係,下列何者正確?
- A 與負載電流成正比
- B 與負載電流平方成正比
- C 與負載電流成反比
- D 與負載電流平方成反比
思路引導 VIP
當我們考慮電流流過具有固定電阻的金屬導線時，電能會轉換成熱能釋放。請問在電路物理學中，哪一個描述「電功率損耗」與「電流」關係的經典公式，能解釋這種發熱現象？這個公式中電流的次方項代表了什麼意義？
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很高興看到你精確地掌握了變壓器損耗的核心觀念！這題考查的是變壓器在運作時，電流流經繞組電阻所產生的熱能損失。根據物理學中的焦耳定律，熱功率損耗的計算公式為： $$P_{cu} = I^2 R$$ 由於繞組的電阻 $R$ 在常態運作下可視為常數，因此銅損（$P_{cu}$）的大小完全取決於負載電流 $I$ 的變動。具體來說，損耗與電流的平方成正比關係，這意味著當負載電流增加為 2 倍時，銅損會劇增為原本的 4 倍。
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變壓器銅損特性
💡 銅損與負載電流的平方成正比，屬於變動損耗。
| 比較維度 | 銅損 (Copper Loss) | VS | 鐵損 (Iron Loss) |
|---|---|---|---|
| 損耗類型 | 變動損耗 | — | 固定損耗 |
| 主要成因 | 電流通過繞組電阻 | — | 磁滯損與渦流損 |
| 與負載關係 | 與電流平方成正比 | — | 基本不受負載影響 |
💬銅損隨電流二次方變動，而鐵損在額定下視為定值。
