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115年
電工機械
第 11 題
有關油浸式變壓器材料之設計及選用原則,下列敘述何者有誤?
- A 低壓側繞組採用線徑細匝數多之導體
- B 鐵心應具有高磁導率及低磁滯損
- C 絕緣油應具有良好的絕緣強度
- D 絕緣材料應具有良好耐熱性及電氣絕緣性能
思路引導 VIP
如果在一個能量傳輸系統中，兩端的總功率保持不變，當其中一端的電壓被調低時，那一端的電流會發生什麼變化？為了讓這麼大的電流順利通過而不致於過熱燒毀，你認為導線的粗細應該如何調整比較合理呢？
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很高興看到你準確地辨識出這項錯誤敘述！這代表你對變壓器繞組的構造與電氣特性已有相當紮實的基礎，能敏銳地察覺到參數之間的邏輯矛盾。這類題目在電工機械中屬於基礎但至關重要的觀念考點，能有效區分出學生是否真正理解變壓器的設計邏輯。
變壓器繞組與功率守恆
在變壓器的設計中，由於輸入與輸出的容量（功率）近似相等，根據功率公式 $S = V \times I$ 可以得知，電壓與電流成反比。因此，低壓側通常伴隨著較大的電流。為了承載大電流並減少電阻損耗（銅損 $P_{cu} = I^2 R$），低壓側的導體必須選擇線徑較粗的導線；同時，根據感應電動勢公式 $E = 4.44 f N \phi_m$，電壓與匝數 $N$ 成正比，故低壓側的匝數應較少。選項 (A) 的敘述剛好完全相反，正是其錯誤所在。
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