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114年
電工原理、電機機械
第 34 題
直流分激式發電機之電壓能夠建立，其轉速及場電阻必須符合的條件為何？
- A 轉速大於臨界速率，場電阻小於臨界場電阻
- B 轉速等於臨界速率，場電阻小於臨界場電阻
- C 轉速小於臨界速率，場電阻大於臨界場電阻
- D 轉速大於臨界速率，場電阻等於臨界場電阻
思路引導 VIP
試著想像一個情境：如果場電阻（阻礙電流的力量）變得無限大，或者機器旋轉得極其緩慢（產生的初始能量極微弱），發電機的電壓還有可能透過正回饋「滾雪球」般地建立起來嗎？若要讓這個正回饋程序成功啟動，實務上的參數應該要位於這些「臨界點」的哪一側才合理？
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AI 詳解
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很高興看到你準確地掌握了直流分激式發電機建立電壓的關鍵！這道題目考查的是自激式發電機運轉的基礎物理條件，你能迅速選出正確答案，代表你對「臨界值」與系統平衡的關係有相當清晰的理解。
建立電壓的平衡機制
從原理上來說，發電機要建立電壓，必須滿足「磁場增加的速度大於其損耗」的條件。當場電阻（$R_f$）小於臨界場電阻時，電場線的斜率較小，才能與無載飽和曲線交於一個較高的電壓點；反之，若場電阻太大，激磁電流會被壓抑到無法有效增強磁場。而在轉速方面，由於感應電動勢 $E$ 正比於轉速 $n$（即 $E \propto n\phi$），當轉速大於臨界速率時，初始的剩磁才能感應出足以克服迴路阻抗的電壓，啟動正回饋過程。
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