申論題

當變壓器的一次側接至110 V市電電壓，而二次側開路時，變壓器的溫度比環境溫度高出8℃，這一現象的主要原因是鐵損（也稱為空載損耗或磁滯損耗）和銅損（雖然二次側開路時銅損較小，但一次側仍然存在少量的電流，產生少量的銅損）。

詳細說明：

1. 鐵損（空載損耗）：

   • 磁滯損耗：當變壓器的鐵芯受到交變磁場作用時，鐵芯材料中的磁畴會不斷地重新排列，這一過程會消耗能量並轉化為熱量。這種能量損耗即為磁滯損耗。
   • 渦流損耗：交變磁場也會在鐵芯中感應出渦流，這些渦流在鐵芯中流動產生熱量，導致溫度升高。這一部分能量損耗稱為渦流損耗。

   由於鐵芯材料的磁滯和渦流效應，即使二次側開路，變壓器的鐵芯仍然會消耗一定的能量，並產生熱量，使得溫度升高。

2. 銅損：

   • 當變壓器的一次側接通電源時，即使二次側開路，一次側的繞組中仍然會有空載電流流過。這些電流在繞組中產生的電阻損耗會產生少量熱量，導致溫度略微升高。

總結：

二次側開路時，變壓器的溫度升高主要是由於鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗所造成的。這些鐵損在變壓器的空載狀態下仍然存在，導致變壓器溫度高於環境溫度。此外，一次側繞組中空載電流引起的少量銅損也會對溫度的升高有一定貢獻。