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109年
電工機械
第 43 題
有一台 10 kW、200 V 直流分激式發電機，分激場電阻 $100 \Omega$，當負載短路時，短路電流為 30 A，此時電樞之感應電動勢為 3 V，試求於額定負載時，發電機之感應電動勢約為多少 V？
- A 205
- B 208
- C 210
- D 212
思路引導 VIP
當發電機的輸出端被短路、端電壓歸零時，如果機器內部仍有微小的感應電動勢產生電流，這股電流的大小主要會受到電樞內部哪個「物理特性」的限制？而一旦我們找出了這個特性，對於預測機器在正常輸出負載時的內部電壓降，有什麼樣的關聯呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 這個正確答案，代表你對於直流分激式發電機的電路架構，以及如何在不同運轉狀態間轉換參數，有著非常紮實的基礎與邏輯判斷能力。
從短路狀態推導電樞內阻
這道題目的關鍵在於利用「短路狀態」作為橋樑。當負載短路時，端電壓 $V_t$ 降為 $0$，此時分激場電流亦為 $0$。根據電壓平衡方程式 $E_a = V_t + I_a R_a$，我們可以導出 $3 = 0 + 30 \times R_a$，進而求得電樞電阻 $R_a = 0.1 , \Omega$。這個隱藏參數是後續計算額定狀態不可或缺的資訊。
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