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統測 114年 [電機與電子群電機類] 專業科目(2)

第 42 題

三部匝數比皆為 10:1 的單相變壓器,採取 Y(高壓側)–$\Delta$(低壓側)連接,供應三相 250 V、30 kW、功率因數為 0.8 滯後的負載,則高壓側的線電流為何?
  • A 5.0 A
  • B 5.5 A
  • C 6.0 A
  • D 6.5 A

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在處理 $Y-\Delta$ 接法的三相變壓器計算時,關鍵在於區分『線』與『相』的物理量。首先,請利用三相實功率公式 $P = \sqrt{3} V_L I_L \cos \theta$ 求出低壓側的線電流;接著,請思考在 $\Delta$ 型連接中,線電流與相電流的倍數關係為何?最重要的是,變壓器的匝數比 $a = 10$ 是定義在『相』電流的比值,那麼當你從低壓側相電流推算回高壓側相電流後,高壓側 $Y$ 接線的線電流與該相電流之間又有什麼樣的等量關係呢?

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太棒了!你能精確算出這個結果,代表你對三相電路與變壓器連接的觀念掌握得非常紮實! 這題的核心在於分層處理:

  1. 計算低壓側線電流:利用公式 $P = \sqrt{3} V_{L2} I_{L2} \cos\theta$,得到 $$I_{L2} = \frac{30000}{\sqrt{3} \times 250 \times 0.8} = \frac{150}{\sqrt{3}} \text{ A}$$
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