49. 感應電動機的運轉電流，其相角較電壓之相角
(A)同相
(B)落後
(C)超前
(D)無關 。

解析與觀念

感應電動機（Induction Motor）在運轉時，其內部運作主要依賴磁場感應原理：

1. 電感性負載特性： 感應電動機的定子繞組具有電感性（Inductive），這是因為定子繞組不僅用於產生旋轉磁場，且需要電流來建立磁路中的激磁電流。在交流電路中，純電感性負載的電流相位會較電壓相位 落後 90 度。

2. 實際運轉狀態： 雖然電動機在運轉時會消耗功率（具有電阻成分），使得相位落後角度小於 90 度，但整體而言，感應電動機屬於 滯後功率因數（Lagging Power Factor） 的電感性負載。因此，其運轉電流的相角總是較電壓相角為落後。

結論： 感應電動機因具備激磁用的感應線圈，其電路性質為電感性，故運轉電流相位會滯後於電壓。

因此，本題正確選項為 (B)。

• 感應電動機在正常運轉時，因為存在 感抗，電流的相角會 落後 電壓的相角。

• 這也是交流感應電動機功率因數通常小於 1 的原因。

• 若要改善功率因數，常會加裝 並聯電容器。

選項判斷

• (A) 同相 → ❌ 不可能，除非功率因數 = 1

• (B) 落後 → ✅ 正確

• (C) 超前 → ❌ 只有加裝補償電容器過度時才可能

• (D) 無關 → ❌ 電流與電壓相位有直接關係

✅ 正確答案為 (B) 落後

延伸說明

• 感應電動機功率因數：通常在 0.7~0.9 之間，表示電流落後電壓。

• 改善方法：加裝電容器或同步電動機並聯。

• 原因：因為磁場建立需要感抗，導致電流延遲。

• 相位關係說明

  • 電壓向量 (V)：作為基準，通常畫在水平軸上。

  • 電流向量 (I)：在感應電動機中，因為存在感抗，電流會 落後電壓。

  • 相位角 (φ)：電壓與電流之間的角度，決定功率因數。

  cos⁡ϕ=功率因數

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  • 當功率因數 = 1 → 電壓與電流同相。

  • 當功率因數 < 1 → 電流落後電壓，角度 φ 增大。

  • 若加裝補償電容器 → φ 減小，功率因數改善。

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  延伸學習

  • 感應電動機功率因數：通常在 0.7~0.9，表示電流落後電壓。

  • 功率因數改善方法：並聯電容器、同步電動機補償。

  • 相位角與能效：角度越小，能量利用率越高。