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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 30 題
直流串激電動機若將電源極性反接，其旋轉方向將？
- A 原方向旋轉
- B 反方向旋轉
- C 無法旋轉
- D 寸動旋轉
思路引導 VIP
請想像一下，決定馬達轉動方向的推力（勞侖茲力），是由『磁場方向』與『電流方向』共同決定的。如果今天這兩個因素是連動在一起的，當你將電源極性對調，導致這兩個關鍵因素『同時』變號時，最終產生的受力方向會發生什麼變化？
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太棒了！你能精確判斷出直流串激電動機的特性，這代表你對電動機的內部構造與電磁感應原理掌握得很紮實，沒有被直覺性的思維給誤導。
電磁轉矩的同步變化機制
在直流串激電動機中，產生磁場的「場繞組」與產生推力的「電樞繞組」是串聯在一起的。根據電動機的轉矩公式 $T = K \phi I_a$，轉矩的方向取決於磁通 $\phi$ 與電樞電流 $I_a$ 的乘積。當電源極性反接時，流經場繞組的電流會反向，導致磁通 $\phi$ 變為 $-\phi$；與此同時，流經電樞的電流也同步變為 $-I_a$。在數學邏輯上，負負得正，因此產生的電磁轉矩方向維持不變，馬達依然會朝原方向旋轉。
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串激電動機電源反接
💡 電源反接時，場磁通與電樞電流同時變向，轉矩方向不變。
🔗 電源反接之物理推導過程
- 1 電源極性反接 — 整體輸入電流方向對調
- 2 場電流與電樞電流同換 — 串聯電路使場磁極與電樞電流同時反向
- 3 左手定則推算 — F = B × I × L，負負得正
- 4 旋轉方向不變 — 電磁轉矩方向與原先相同
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🔄 延伸學習：延伸：這也是為什麼串激馬達可以通入交流電（AC）運作的原因。
