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年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員、
國家安全局國家安全情報人員考試及110年特種考試
交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題
考試別
：
鐵路人員考試
等 別
：
高員三級
考試
類科組別
：
電力工程
科 目
：
電機機械
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
70370
頁次：
2
－
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一、圖一為電磁鐵的磁路，鐵芯可視為理想導磁材料（μc
），兩氣隙的
截面積皆為
2
36 cm
g
A，兩氣隙長度皆為
5 mm
g
，繞組匝數 N= 350，
繞組通以直流電流 i=15 A。（註：空氣的導磁係數 7
0
4 10 H/m
）
計算此繞組的電感值 L，及氣隙中儲存的磁能 Wm。（10 分）
計算此電磁鐵的磁力若干？（10 分）
c
350
N
g
i
g
A
c
g
圖一
二、圖二的電路中，Tr1及Tr2為兩部 60 Hz、25 kVA、11.4 kV/380 V 之雙繞
組單相變壓器，高壓側連接 11.4 kV 之正相序電源，低壓側供應 380 V、
45 kVA、功率因數 0.8 落後之平衡三相負載。忽略變壓器的損失及阻抗。
Tr1及Tr2的連接方式，屬於變壓器的那一種接法？（5分）
判斷此兩部變壓器是否過載？（5分）
分別計算兩變壓器傳輸的有效功率及無效功率各為若干？（10 分）
A
B
C
a
b
c
a
I
11.4 kV
三相
正相序交
流電源
380 V, 45 kVA
PF 0.8 落後
三相平衡
負載
b
I
c
I
1
Tr
2
Tr
圖二
代號：
70370
頁次：
2
－
2
三、額定 25 kW, 250 V 之他激式直流發電機（separately excited dc
generator），電樞電阻為 0.14 Ω，在轉速 1200 rpm 時，此直流機的磁
化曲線如圖三所示。
繪出此發電機的等效電路圖。（5分）
此直流發電機的額定電樞電流為何？（5分）
若此發電機轉速保持在 1200 rpm，且電樞電流限制在其額定值，當磁
場電流為 1.0A 時，計算此發電機的端電壓及最大輸出電功率。（5分）
若此發電機的轉速降低為 900 rpm，電樞電流限制在其額定值，磁場電
流仍保持 1.0A，重新計算此發電機的端電壓及最大輸出電功率。（5分）
(A)
F
I磁場電流,
(V)
a
E
電樞
電壓,
圖三
四、額定 75 kVA、480 V、四極、Y接、60 Hz 之三相同步發電機，每相同步
電抗為 1.0 Ω，此發電機之滿載電流為 90 A。無載時，調整磁場電流使
其端電壓為 480 V，然後保持磁場電流不變。
當此發電機供應功率因數0.8落後之滿載電流時，計算發電機的端電壓。（10分）
當此發電機供應功率因數0.8超前之滿載電流時，計算發電機的端電壓。（10分）
五、
一部額定
0.5 kW
、
120 V
、
50 Hz
的電容起動式單相感應電動機，其等效電
路如圖四所示。在起動時，主繞組與輔助繞組的阻抗參數為：
主繞組：
6.45 8.27
m
Z j
輔助繞組：
11.5 8.15
a
Z j
未使用起動電容器時（電容器
C
短路），此電動機於額定電壓下起動，求
電動機起動電流
L
I
的大小及功率因數。（
5
分）
欲使用起動電容器，讓輔助繞組電流
a
I
與主繞組電流
m
I
於起動時相位相差
90°
，求起動電容
C
之值？使用此起動電容器後，計算電動機起動電流
L
I
的大小及功率因數。（
15
分）
主繞
組
輔助繞
組
AC 50 Hz
120 V
C
SW
m
I
a
I
L
I
圖四