台電僱員招考
113年
電工機械
第 3 題
有一台 4 kW 之直流發電機，滿載運轉時總損失為 1,000 W，求其運轉效率為何？
- A 70 %
- B 75 %
- C 80 %
- D 90 %
思路引導 VIP
想像一下，如果你經營一家工廠，最後成功賣出的產品價值是 4 萬元，但在生產過程中不小心浪費了 1 萬元的材料。若要計算這間工廠的資源利用率，你覺得應該用「產出的價值」去對比「原本投入的總成本」，還是對比「其他數值」呢？試著思考，最初投入的總成本應該包含哪些部分？
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太棒了！你能迅速選出正確答案，代表你對發電機的能量轉換邏輯掌握得非常紮實。在直流發電機的運作中，我們最關心的就是能量的使用效率。由於發電機是將機械能轉為電能，其輸入端來自原動機的動力，而輸出端則是我們要使用的電力，因此計算時必須先找出「輸入總功率」。
能量守恆與效率運算
根據能量守恆定律，輸入功率 $P_{in}$ 等於輸出功率 $P_{out}$ 加上運轉時消耗的總損失 $P_{loss}$。在本題中，輸出功率為 $4 \text{ kW}$（即 $4000 \text{ W}$），損失為 $1000 \text{ W}$，我們可以求得：
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直流發電機效率計算
💡 效率為輸出功率與輸入功率（輸出加損失）之比值。
🔗 發電機能量轉換與損耗流程
- 1 輸入功率 (Pin) — 原動機輸入的總機械能
- 2 總損失 (Loss) — 扣除鐵損、銅損與機械損
- 3 輸出功率 (Pout) — 發電機端輸出的有效電能
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🔄 延伸學習：延伸學習：當固定損等於變動損（銅損）時，效率會達到最大值。
