高考申論題
110年
[汽車工程] 汽車電機學
第 一 題
📖 題組:
五、一額定值為 55 千瓦(kW),220 V 分激式電動機,其電樞電阻為 0.05 Ω,分激磁場電阻為 100 Ω,若忽略機械損耗,在額定運轉時,求:(答案精度至小數點 1 位)
五、一額定值為 55 千瓦(kW),220 V 分激式電動機,其電樞電阻為 0.05 Ω,分激磁場電阻為 100 Ω,若忽略機械損耗,在額定運轉時,求:(答案精度至小數點 1 位)
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
電樞電流(10 分)
思路引導 VIP
看到電動機求電樞電流且特別標註「忽略機械損耗」,應立即聯想到「額定輸出機械功率 = 內部電磁轉換功率」。利用電磁功率公式 $P_m = E_a \times I_a$ 以及反電動勢 $E_a = V_t - I_a R_a$ 建立一元二次方程式即可求解(題目給的場電阻 $R_f$ 在此為干擾項,除非要求總輸入電流才需要)。
小題 (二)
電樞感應電勢(10 分)
思路引導 VIP
本題的陷阱在於對「額定功率」的定義。電動機銘牌上的額定功率指的都是「軸輸出機械功率」。題目特別標註「忽略機械損耗」,這是一個重要暗示,代表輸出功率直接等於電樞的電磁發展功率(P_dev = E_a × I_a)。列出功率方程式與電壓方程式(V_t = E_a + I_a × R_a)解聯立即可。此外,題目給定的「分激磁場電阻」在此小題僅作為干擾資訊(可能是其他子題的條件),切勿誤將額定功率當作輸入功率來除以電壓。
小題 (三)
電樞所需之功率(5 分)
思路引導 VIP
看到此題,應先辨別為直流分激式電動機的功率運算。由於題目聲明「忽略機械損耗」,故電動機的額定輸出功率完全等於電樞的電磁功率(內功,Eb × Ia)。由此可列出關於電樞電流(Ia)的一元二次方程式,求出 Ia 後再乘上端電壓 V,即可得電樞的輸入功率。