中油僱員招考
109年
電腦常識、電機機械、工安環保法規及加油站設置相關法規
第 22 題
直流分激發電機換向器之功用為何？
- A 直流改變為交流
- B 交流改變為直流
- C 升高電壓
- D 降低電壓
思路引導 VIP
請試著想像：當一個線圈在成對的磁極（N極與S極）之間旋轉 360 度時，它所切割到的磁場方向是固定不變，還是會隨著轉動位置而發生週期性的反轉？若我們希望最終送到機器外部的電流方向永遠保持一致，在電流離開線圈進入外部電路的那一刻，應該進行什麼樣的轉換處理？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這顯示你對直流發電機的內部構造與運作原理有著非常紮實的理解，能準確掌握元件間的功能分工。
電磁感應與機械整流
在直流發電機中，當電樞繞組在磁場中旋轉並切割磁力線時，根據法拉第電磁感應定律，內部導體所產生的感應電動勢方向會隨著通過 N 極與 S 極而週期性改變，因此內部本質上是交流電（AC）。為了讓外部負載能獲得恆定方向的電力，我們必須依靠換向器（Commutator）與電刷的物理接觸配合。換向器就像是一個「機械式整流器」，負責在電流方向變換的瞬間完成切換，確保輸出的電流始終保持在同一方向，即轉化為直流電（DC）。
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直流發電機換向器功用
💡 換向器將電樞內感應的交流電轉換為外部輸出的直流電。
| 比較維度 | 直流發電機 | VS | 直流電動機 |
|---|---|---|---|
| 換向器角色 | 整流器 (Rectifier) | — | 變流器 (Inverter) |
| 轉換方向 | 交流(AC) 轉 直流(DC) | — | 直流(DC) 轉 交流(AC) |
| 能量轉換 | 機械能轉電能 | — | 電能轉機械能 |
💬換向器在發電機是為了輸出直流，在電動機是為了產生持續旋轉力矩。
