高考申論題
114年
[電力工程] 電機機械
第 一 題
圖一所示為啟動時之線性直流機,其中速度為v,導體感應電壓 eind,電流i(t),感應力 Find。當開關閉合時導體上有電流流動,其並以等速運動,即可啟動此線性直流機。試以公式簡要說明啟動時,線性直流機的動作原理(包含感應電壓 eind,電流i(t),與感應力Find的變化)。(20分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題測驗線性直流機的基本原理。解題時需先列出三大核心公式：電路方程式(KVL)、感應電壓公式及電磁力公式。接著依時間軸(啟動瞬間→加速過程→穩態等速)分析速度增加時，對感應電壓(上升)、電流(下降)及感應力(下降)的連鎖影響。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【解題思路】利用法拉第定律(動生電動勢)、安培力定律與克希荷夫電壓定律(KVL)建立線性直流機的物理與電路模型，並透過牛頓第二定律分析其動態變化過程。 【詳解】 一、 核心控制方程式
▼ 還有更多解析內容
線性直流機啟動原理
💡 結合電路與電磁力定律，分析導體由靜止加速至等速的動態過程。
🔗 啟動至穩態的物理量連鎖反應
- 1 初始閉合 — 開關接通產生最大啟動電流 $i$ 與感應力 $F$
- 2 導體加速 — 速度 $v$ 增加，使感應電壓 $e=vBl$ 隨之上升
- 3 負回授效應 — $e$ 抵銷電源電壓，使電流 $i$ 與推力 $F$ 逐漸減小
- 4 無載穩態 — 當 $e=V$ 時，電流與推力皆為零，導體維持等速
↓
↓
↓
🔄 延伸學習：延伸學習：若考慮外部負載力，則穩態電流將不為零且速度會下降。
