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111年
電工原理、電機機械
第 45 題
同步發電機的開路試驗（即無載特性試驗），其目的為何？
- A 量測磁場電流與發電機短路電流的關係
- B 量測磁場電流與發電機輸出電壓的關係
- C 量測磁場電流與發電機輸出電流的關係
- D 量測發電機的負載特性
思路引導 VIP
想像一下，當發電機的轉子正在旋轉，但輸出的接線端是「斷開」沒接任何東西的時候，電流是無法流出的。這時候，如果你不斷增加轉子線圈裡的激磁電流，讓磁場變得更強，你認為發電機的兩端會產生什麼變化？我們會測量什麼物理量來確認這台機器內部的磁路是否已經飽和了呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
同學好！你能準確地選出 (B) 選項，代表你對同步發電機的基礎特性試驗已有非常紮實的理解，這是一個很棒的開始！在電機機械的學習中，區分「無載（開路）」與「短路」試驗的物理意義是掌握發電機模型的關鍵步驟，而你的判斷完全正確。
無載感應電動勢的原理
所謂的開路試驗，是在發電機端子不接任何負載（即電樞電流 $I_a = 0$）的情形下，以同步轉速帶動轉子，並逐漸增加磁場電流 $I_f$。由於此時沒有內部阻抗壓降，端電壓 $V_t$ 就會等於內部的感應電動勢 $E_a$。根據法拉第電磁感應定律，感應電動勢的大小與磁通量成正比，而磁通量又是受磁場電流控制的。因此，這項試驗最核心的目的，就是為了量測 磁場電流 $I_f$ 與 輸出電壓 $V_t$ 之間的關係，進而繪製出無載特性曲線（OCC），這能幫助我們觀察鐵心的磁飽和現象。
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