高考申論題 109年 [航空器維修] 航空器電氣系統

第一題

📖 題組：
一、㈠變壓器可用來改變電壓的振幅大小，其可用於交流（AC）電路及直流（DC）電路嗎？說明其原因。（10分）㈡若飛機上交流發電機為三相Y接115 V，頻率為400 Hz，畫出產生28 V直流電壓的電路圖並標示變壓器圈數比（二極體為理想二極體）。（10分）

📝 此題為申論題，共 2 小題

小題 (一)

變壓器可用來改變電壓的振幅大小，其可用於交流（AC）電路及直流（DC）電路嗎？說明其原因。（10分）

本題核心在於考驗對「法拉第電磁感應定律」的理解。解題時應先直接回答「是/否」，接著列出感應電動勢公式 $e = -N(d\Phi/dt)$，並分別以交流電（具備時變磁通量）與恆定直流電（磁通量變化率為零且感抗為零的危害）的特性進行對比說明，即可拿取完整分數。

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【破題】變壓器僅能用於「交流（AC）電路」，不能用於恆定「直流（DC）電路」。【論述】

若飛機上交流發電機為三相Y接115 V，頻率為400 Hz，畫出產生28 V直流電壓的電路圖並標示變壓器圈數比（二極體為理想二極體）。（10分）

本題考查航空器變壓整流器（TRU）的設計原理。解題需先確認飛機發電機115V為『相電壓』，接著運用三相全波橋式整流的平均直流電壓公式求出變壓器二次側所需的交流線電壓，最後根據假設的變壓器接線方式（如Y-Y接）計算一次側與二次側的圈數比，並繪製對應電路圖。

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【解題關鍵】三相全波橋式整流之直流平均電壓公式為 $V_{DC} = \frac{3\sqrt{2}}{\pi} V_{L(sec)}$，藉此反推二次側電壓並計算變壓器圈數比。【解答】一、數值計算推導（Step-by-step）