Page 7 - eAC20510_電工機械 上_課本PDF

簡 單 ╳ 學 習

6 7 6 腦力激盪與類題演練
64 電工機械（上） 130 電工機械（上）
腦力激盪
2-5 F D 和 F C 磁動勢的計算 3–2 隨堂練習
有一 4 極單分波繞的直流發電機，其電樞總導體數為 360 根，其電樞電流為 （ ） 1. 在直流電動機內，換向器之功用係將 腦力激盪對應課文重要主題，經由
100 安培，電刷由機械中性面移前 15 度機械角，求每極去磁磁動勢與交磁磁動 (A) 直流改變為交流 (B) 交流改變為直流 (C) 升高電壓 (D) 降低電壓。
勢各為多少安匝？
（ ） 2. 直流電動機之反電勢和下列何者成反比？
解 波繞電流路徑數 a = 2m = 2 × 1 = 2 例題演示，讓每個重要觀念能實際
(A) 磁極數 (B) 電流路徑數 (C) 磁通量 (D) 轉速。
每極去磁磁動勢 F D/P = aZ × I A = 15 × 360 × 100 = 750 AT ( 安匝 ) （ ） 3. 1 馬力、110 V 直流分激電動機，其電樞內阻為 0.08 X，滿載之電樞電流為 7.5
360 a 360 2
A，則滿載之反電勢為多少？
每極交磁電樞導體所佔機械角度 b = 360 - 2a = 360 - 2 × 15 = 60c
P 4 (A) 102.5 V (B) 104.9 V (C) 109.4 V (D) 110 V。 應用。類題演練為腦力激盪之後的
每極交磁磁動勢 F C/P = bZ × I A = 60 × 360 × 100 = 1500 AT ( 安匝 ) （ ） 4. 直流電動機之轉速與磁通的關係為何？
720 a 720 2
(A) 成正比 (B) 成反比 (C) 平方成正比 (D) 平方成反比。
類題演練 （ ） 5. 有台直流電動機，無載轉速為 1800 rpm，滿載轉速為 1720 rpm，其速率調整
率（SR）為多少？ 自我解題，加強對問題分析的能力
3. 有一 4 極單分疊繞直流發電機，電樞導體數為 240 根，電樞電流為 120 A， (A) 4.6% (B) 5.6% (C) 6.6% (D) 7.6%。
若電刷順移 30c 電機角，則總去磁安匝及總交磁安匝各為多少？
（ ） 6. 測得電動機之轉矩為 1.91 牛頓 ‧ 公尺，轉速為 2000 rpm，則電動機之功率為
多少瓦特？ 與洞察力。
(A) 40 (B) 70 (C) 400 (D) 700。
（ ） 7. 一部直流分激式電動機，由相關實驗測得電樞電阻 0.5 X，磁場線圈電阻
180 X，轉軸的角速度為 170 rad/s（弳 / 秒）；當供給電動機的直流電源電壓、
4 電樞反應的補償方法 電流分別為 180 V 與 21 A 時，則此電動機電樞電流為多少？
如前所述：電樞反應會造成不利的影響，包括：主磁極磁通量減少，降低發電機 (A) 1 A (B) 11 A (C) 20 A (D) 21 A。
的感應電勢或電動機的轉矩，導致主磁場分布不均勻，使磁中性面移位，發生換向困難 （ ） 8. 接續上題，求此電動機的反電勢為多少？
等。為了改善電樞反應造成的缺失，可以採用下列補償方法： (A) 150 V (B) 170 V (C) 176 V (D) 180 V。
1. 改良主磁極的結構。有下列三種做法： （ ） 9. 接續上題，則此電動機產生的電磁轉矩為多少？
⑴ 採用削角極尖：如圖 2–44(a) 所示，將極掌和電樞面設計為非同心圓，增加 (A) 8 N-m (B) 12 N-m (C) 16 N-m (D) 20 N-m。 7 隨堂練習
極尖的磁阻，如此可抑制電樞反應磁動勢對極尖的影響。 （ ） 10. 一直流分激電動機，其電樞電阻為 0.25 歐姆，電刷壓降為 3 伏特，電樞兩端
⑵ 採用交錯極尖：如圖 2–44(b) 所示，以缺左尖和缺右尖的矽鋼片交錯疊成， 外加電壓為 120 伏特，在某一負載下其轉速產生 110 伏特之反電勢，試求此
時的電樞電流為多少 A ？
使極尖的磁路面積降低、磁阻增大，磁通易於飽和，得以抑制電樞反應。
(A) 20 (B) 28 (C) 40 (D) 48。
⑶ 採用楞德爾磁極（Lundall pole）：如圖 2–44(c) 所示，在主磁極的極心刻出 各節設有隨堂練習，提供學生課後
長槽，用以增加電樞磁通穿越時的磁阻，抑制電樞反應。
即時評量，達到自我檢視的效果。
8 Chapter 3 直流電動機 163 8 生活應用
1. USB 行動電風扇 搭配各章主題增加生活應用實例，連
隨著 USB 插座以及充電電源的普及，USB 行動電風扇因應而生，可以充飽電後帶著
走，適合戶外無線，或者使用行動電源也可以使用的電風扇，十分方便，結構上使
用 5 V 直流電動機。
結生活經驗，加深學習印象。
行動電源供應
直流電動機
9 學習目標回顧
各章末設有重點內容的統整表格，協
2. AC 和 DC 電風扇的比較
傳統上電風扇以 AC 交流居多，但是近年來 DC 直流電風扇逐漸受到歡迎，兩者優
缺點列示如下： 助學生掌握全章觀念，建立完整且有
AC 電風扇優點 1. 風量穩定、適合空間大，悶熱場所。
（DC 的缺點） 2. 無變壓、整流及穩壓部分，重量輕，價格比較便宜。
1. 使用高效率永久磁鐵，運轉效能佳，省電。
DC 電風扇優點
（AC 的缺點） 2. 速率控制效能佳，可以多段調速、低速運轉。 效的複習。
3. 直流電壓恆定不變，大幅降低運轉造成的噪音。
使用直流電動機
直流電源插孔 具 360° 旋轉
10 課後習題
及無段變速
依各節順序編排，透過循序的練習
後，提升學習成效。
15 16
Chapter 1 學習目標回顧 Chapter 1 課後習題
9
1-1 選擇題（＊表示進階題型） 10
1. 電工機械的分類 1-1 （ ） 1. 電工機械中電動機之用途，下列何者正確？
(A) 機械能轉換成電能 (B) 熱能轉換為機械能
電機項目 分類與說明
(C) 熱能轉換為電能 (D) 電能轉換為機械能。
①電工機械依據「旋轉與否、能量轉換、電流波形」分類。
總體分類 ②依能量轉換分類分成發電機、電動機、變壓器三類。 （ ） 2. 直流發電機之額定容量，一般是指在無不良影響條件下之何種功率？
(A) 輸入功率 (B) 輸出功率 (C) 熱功率 (D) 損耗功率。
①依激磁分為他（外）激式及自激式。
直流電機 （ ） 3. 變壓器的容量，通常以什麼為單位？
②自激式又分成分（並）激式、串激式及複激式三種。
變壓器 ①依相數分類有單相及三相，依用途分有電力、試驗及儀表用。 (A) kVA (B) hp (C) V (D) kW。
②依繞組分有單繞組（自耦）、雙繞組及三繞組。 1-2 （ ） 4. 安培右手定則用於螺旋線圈時，大拇指係指什麼？ (A) 線圈中之電流方向
① 依轉子結構分成感應電機及同步電機；感應機包括三相、單相、特殊感應 (B) 應電勢之正極 (C) 磁力線 S 極出發之方向 (D) 磁力線 N 極出發之方向。 封面人物：
電動機、換向電動機及感應發電機等。
交流電機 ② 單相感應電動機依啟動方式分成電阻式、電容式及蔽極式；三相感應電動 （ ） 5. 一根帶有 30 安培的導線，其中有 80 公分置於磁通密度為 0.5 韋伯／平方公尺
機依轉子構造分成鼠籠式及繞線式。 之磁場中，若導體放置的位置與磁場夾角為 30 度，則導體所受之電磁力為何？
(A) 50 牛頓 (B) 20 牛頓 (C) 10 牛頓 (D) 6 牛頓。 若瑜．17 歲
1-2
（ ） 6. 一導線長 10 公尺，放置在 10 23 韋伯／平方公尺之磁場中，若其內有 2A 電流
2. 安培右手定則 流過，且所受之力為 0.02 牛頓，則該導線與磁場間的夾角為幾度？
(A)30 (B)45 (C)60 (D)90。
使用對象 說明 A 型／水瓶座
（ ） 7. 由磁場作用以產生電流之效應是由哪一位科學家所發現的？
單一長直導線 大拇指為電流方向，四指所指方向為磁通（N）方向。
(A) 安培 (B) 法拉第 (C) 奧斯特 (D) 佛萊明。
螺旋線圈 大拇指為磁通（N）方向，四指為線圈中之電流方向。
（ ） 8. 有一線圈匝數為 500 匝，此線圈感應 5 伏特，則此線圈內磁通每秒變化多少韋
3. 感應電勢的大小 伯？ (A) 1 (B) 0.1 (C) 0.01 (D) 0.001。 細心，觀察力強，
公式 說明 （ ） 9. 依據法拉第定律，通過線圈之磁通量若呈線性增加，則線圈兩端電壓為何？
負號表示感應電勢之極性為反抗磁交鏈之變化。 (A) 為定值 (B) 亦成線性增加 (C) 成線性降低 (D) 成非線性變化。
e = - N Dz 擅長邏輯推演。
Dt N 為匝數， Dz 為單位時間磁通變化量。 （ ） 10. 根據法拉第定律與楞次定律，e = - N dz ，N 為非零之匝
Dt dt
e = Bv, sin i B 為磁通、v 為運動速度、, 為導體長度、i 為導體運動方向和磁通的夾角。 數，若通過線圈之磁通量 z 如圖⑴所示，則線圈兩端感應
電壓 e 之波形，下列何者較為正確？
4. 電磁力的大小
圖⑴
公式 說明 (A) (B)
F = BI, sin i B 為磁通、I 為電流、, 為導體長度、 i 為導體電流方向和磁通的夾角。
(C) (D) 。
AC20510-01.indd 15 2020/4/27 下午 01:28:04
v