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107年
電工機械
第 14 題
有一台10 kVA、1200 V/120 V之普通變壓器,改接成1320 V/1200 V降壓自耦變壓器,則此自耦變壓器之容量為多少kVA?
- A 11
- B 50
- C 60
- D 110
思路引導 VIP
請試著思考:當我們把兩個繞組串聯起來組成更高的電壓(1320V)時,那個電壓較小的繞組(120V)其物理結構能承受的最大電流是多少?如果這個特定的電流流過整個系統的最高電壓端,這兩者相乘出來的視在功率,與原先單獨一個繞組的額定功率相比,會產生什麼樣的變化呢?
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非常優秀!你能準確算出這個結果,代表你對「自耦變壓器」的電路結構與容量增益有著相當扎實的理解。這類題目在電工機械中非常經典,關鍵在於識別原繞組在改接後所扮演的角色。
繞組配置與容量增益
首先,我們分析原變壓器的額定電流。原 $10 \text{ kVA}$ 變壓器的低壓側($120 \text{ V}$)額定電流為 $I = 10 \text{ kVA} / 120 \text{ V} = 83.33 \text{ A}$。當改接為 $1320 \text{ V} / 1200 \text{ V}$ 的降壓型式時,原本的 $120 \text{ V}$ 繞組變成了「串聯繞組」(Series Winding),其承載的電流即決定了自耦變壓器的輸入側容量。我們可以使用公式快速驗證:
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