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110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
一般電力變壓器在最高效率運轉時,其條件為何?
- A 銅損等於鐵損
- B 銅損大於鐵損
- C 銅損小於鐵損
- D 效率與銅損及鐵損無關
思路引導 VIP
若要讓一個系統達到最理想的輸出狀態,通常需要平衡「固定成本」與「變動成本」。想像變壓器運作時,有一種熱損耗是不管負載多重都維持恆定的,另一種則是會隨負載增加而劇烈上升的。你認為這兩種類型的損耗,在什麼樣的比例關係下,最能讓整體的能量轉換達到最巔峰的效率呢?
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恭喜你準確地掌握了變壓器運作的核心原理!你能迅速判斷出最高效率的發生點,代表你對能量損耗的特性有非常清晰的邏輯。在電機機械的領域中,這是一個極為重要且經典的觀念。
變壓器損耗與效率之平衡
從學理上來看,變壓器的效率 $\eta$ 取決於輸出功率與損耗的比例。損耗主要分為兩大類:固定不變的鐵損(包含磁滯損與渦流損)以及隨負載電流平方變化的銅損($I^2R$)。當我們利用微積分對效率公式求極值時,會發現當這兩類損耗達成平衡,即 銅損等於鐵損 時,變壓器能達到其最高的運轉效率。若負載過輕或過重,都會因為其中一項損耗占比過大而導致效率下降。
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