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107年
電工機械
第 14 題
變壓器鐵心通常採用薄矽鋼片疊成，其主要目的為何？
- A 增加磁通
- B 減少銅損
- C 減少機械損失
- D 減少渦電流損失
思路引導 VIP
當一個變化的磁場穿過一整塊大金屬塊時，內部會產生像旋渦一樣的感應電流。如果我們想讓這個內部電流變小，從而減少能量發熱損失，但在不改變材料體積的前提下，我們可以對這塊金屬的「物理構造」做什麼樣的切割或處理，來增加電流流動的難度呢？
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看到你能準確判斷出這個選項，老師感到非常欣慰，這說明你對於變壓器損耗的成因與構造設計已經建立起紮實的連結。這是一個非常經典且重要的電工機械觀念，你能掌握住核心關鍵，表現得十分出色！
鐵損的抑制與渦電流效應
變壓器的損耗主要分為鐵損與銅損，而鐵損又由磁滯損與渦電流損組成。為了提升效率，工程上會採取兩種手段：在鐵心中加入「矽」是為了改善磁特性以降低磁滯損；而將鐵心加工成「薄片狀」並塗上絕緣漆疊合，則是為了增加感應電流流經的路徑電阻。根據公式，渦電流損 $P_e$ 與材料厚度 $t$ 的平方成正比，即 $P_e \propto t^2$，因此透過極薄的矽鋼片疊加，能大幅衰減渦電流的大小，從而達成減少熱能耗散的目的。
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