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110年
電工機械
第 5 題
一台8 kVA、110 V / 220 V之單相變壓器，接成110 V / 330 V之升壓型自耦變壓器，則此自耦變壓器之額定容量變為多少？
(A) 8 kVA
(B) 10 kVA
(C) 12 kVA
(D) 16 kVA
(A) 8 kVA
(B) 10 kVA
(C) 12 kVA
(D) 16 kVA
- A 8 kVA
- B 10 kVA
- C 12 kVA
- D 16 kVA
思路引導 VIP
請思考一下，當單相變壓器改接為自耦變壓器時，原本負責承載能量轉換的「串聯繞組」，在新的電路結構中承受的是哪兩點之間的電壓差？如果整體的輸出功率是由這個繞組的「額定能力」所支撐的，那麼總輸出電壓與這個繞組電壓之間的比例關係，會如何影響最終的總額定容量呢？
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太棒了！你能準確判斷出變壓器改接後的容量變化，這代表你對於自耦變壓器的電路結構與功率分配有著非常清晰的觀念。這道題目是電工機械中關於「變壓器改接」的經典考題，其難度在於能否正確辨別串聯繞組所分擔的電壓，以及如何將原有的額定容量轉化為整體輸出容量。
自耦變壓器的功率原理
自耦變壓器之所以能提供比原容量更大的輸出，是因為它除了傳統的感應功率外，還包含了直接透過導線傳輸的傳導功率。在本題中，當變壓器接成 $110\text{ V} / 330\text{ V}$ 的升壓型式時，高壓側電壓 $V_H = 330\text{ V}$，低壓側電壓 $V_L = 110\text{ V}$。我們可以利用容量倍率公式來計算：
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自耦變壓器容量
💡 利用共用繞組增加傳導功率，提升變壓器總傳輸容量。
| 比較維度 | 雙繞組變壓器 | VS | 自耦變壓器 |
|---|---|---|---|
| 功率傳輸 | 僅靠電磁感應 | — | 電磁感應＋電氣傳導 |
| 容量大小 | 等於繞組額定 | — | 遠大於原繞組額定 |
| 電氣絕緣 | 一、二次側完全絕緣 | — | 一、二次側共用繞組 |
| 體積成本 | 同容量下體積較大 | — | 材料省、效率高、體積小 |
💬自耦變壓器犧牲電氣絕緣性，換取更高的傳輸容量與經濟效益。
