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高考申論題 115年 [電力工程] 電機機械

第 一 題

📖 題組:
有一部 5000 VA,480/120 V 之理想變壓器,其每一繞組都能耐 600 V 之電壓。今欲以自耦變壓器的方式連接於一 600 V 之電源以供應一 120 V 負載的所需電力。試求:
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

自耦變壓器額定容量的伏安值。(12 分)

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這是一道「雙繞組變壓器改接為自耦變壓器」的經典題型。首先要釐清如何連接才能將 600V 降壓為 120V:電源側是 600V,負載側是 120V。串聯繞組和共同繞組的電壓分配應為:共同繞組承受 120V(與負載並聯),串聯繞組則承受 600V - 120V = 480V。恰好對應原變壓器的兩個額定電壓(480V 與 120V)。接著,分別算出原繞組的額定電流限制,再由輸入側或輸出側計算自耦變壓器的總額定容量。時間分配建議 7 分鐘。

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【考點分析】 測驗雙繞組變壓器改接為降壓型自耦變壓器的原理、各繞組電壓電流分配,及自耦變壓器額定視在功率(容量)之計算。 【理論/法規依據】

小題 (二)

自耦變壓器一次側的最大電流、二次側的最大電流。(13 分)

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本題只需將上一題的推導結果具體呈現即可。一次側(600V側)的最大電流即為串聯繞組的額定電流;二次側(120V側)的最大電流則為串聯繞組與共同繞組額定電流之和(根據克希荷夫電流定律,輸出節點電流等於兩者相加)。時間分配建議 3 分鐘。

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【考點分析】 測驗自耦變壓器輸入端與輸出端電流的組成結構,以及根據各別繞組電流限制推算整體最大安全電流的能力。 【理論/法規依據】

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