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《現場工程師必備：電機工程實務入門解惑》




在21世紀的今天，現場工程師非懂不可的知識範圍越來越廣，不但要了解各人之專長領域的知識，還常常需要藉重廣泛的橫向相關知識的運用才能達成任務。尤其是電機的領域，各種生產設備、儀器、機具等之動力及控制是非常重要的一環，因此，即使是負責管理生產現場的電機以外的工程師也必須對電機方面的實務知識有所了解。

本書就是基於此一要求而編寫的，不僅針對電機工程師，還針對需要具備電機知識的機械工程師、化學工程師等之需要來企畫本書，目標是將有關電機的通盤實務知識介紹給他們。

一般有關電機的書籍動輒先搬出艱深難懂的理論並列出一大堆枯燥乏味的公式，本書則不然，不講艱深理論，只解說實用之知識。

有鑑於近年來大功率電子（Power Electronics）機器設備日益普遍地引進生產現場，在本書內就大功率半導體之概要及半導體之動作作簡要的介紹。還有，有鑑於節能法規的逐年修訂，在本書內也針對節約電能作扼要說明。

本書的構成方式是，針對工程師們在生產現場碰到的50個疑問作詳細的解答，更具體地說，每一個疑問的最前面以Q（提問?疑問）作為題目，接著是正在學習電機之實務的機械工程師（佐藤）與筆者的對話。這些對話當中有很多個是筆者在所服務的公司內實際發生過的對話，如果能夠藉由這種對話方式讓讀者提起興趣去尋求A（解答?解說）時，那麼筆者的願望就已達到了。

如果各位讀者能夠理解本書的內容，則筆者深信必能成為一位稱職的電機工程師，在現場大顯身手。但願各位讀者能以本書為基礎而進修更高級的電機技術，這是筆者的殷望。

最後，謹向對本書之完成提供寶貴建議的???社出版局的諸位致最大謝意。

• 序言 3
  
  第1章 有關電的基本知識 9
  
  Q01：直流和交流有何差異？ 10
  
  Q02：電壓之分類方式？ 13
  
  Q03：何謂電阻、阻抗？ 16
  
  Q04：何謂相位落後、相位超前？ 23
  
  Q05：電功率要如何表示？ 26
  
  Q06：什麼是單相3線式饋電方式？ 31
  
  Q07：什麼是三相3線式饋電方式？ 33
  
  Q08：請說明變壓器之原理？ 39
  
  Q09：高次諧波為何會發生問題？ 43
  
  Q10：為什麼需要接地(Earth, Ground)呢？ 47
  
  第2章 現場必要之電氣測量 53
  
  Q11：何謂測量之正確性？ 54
  
  Q12：類比式測量儀器與數位式測量儀器有何不同？ 58
  
  Q13：如何測量電壓？ 62
  
  Q14：如何測量電流？ 66
  
  Q15：什麼是惠斯登電橋(Wheatstone Bridge)？ 71
  
  Q16：如何測量電功率？ 75
  
  Q17：何謂絕緣電阻？ 80
  
  Q18：何謂接地電阻？ 86
  
  Q19：如何檢測漏電？ 90
  
  Q20：何謂波形觀測？ 95
  
  第3章 機械控制用半導體 99
  
  Q21：半導體真的能開動機械？ 100
  
  Q22：積體電路(IC)元件內部的構造是如何？ 104
  
  Q23：什麼是二極體？ 108
  
  Q24：什麼是半導體開關？ 112
  
  Q25：何謂運算放大器？ 120
  
  Q26：半導體的弱點是什麼？ 125
  
  第4章 扮演幕後角色的控制用零件與控制機器 129
  
  Q27：請問開關、繼電器的接點機能是什麼？ 130
  
  Q28：要如何選擇繼電器？ 135
  
  Q29：請說明感測器之原理及其種類？ 140
  
  Q30：請問什麼是光電感測器、近接感測器？ 144
  
  Q31：何謂調節器？ 149
  
  Q32：如何調節溫度？ 154
  
  Q33：什麼是直流電源供應器？ 160
  
  Q34：萬一停電時如何確保重要設備裝置
  
  能繼續動作？ 163
  
  第5章 自動化之頭腦－順序控制 167
  
  Q35：何謂順序控制？ 168
  
  Q36：繼電器式順序控制的基本電路是什麼？ 172
  
  Q37：繼電器式順序控制電路設計-1
  
  馬達啟動、停止電路設計 178
  
  Q38：繼電器式順序電路設計-2
  
  搶答點燈電路之設計 180
  
  Q39：繼電器式順序電路之設計-3
  
  交通號幟電路之設計 183
  
  Q40：什麼是PLC？ 186
  
  第6章 漫談馬達與換流器 193
  
  Q41：交流馬達為何會旋轉？ 194
  
  Q42：何謂轉矩？ 199
  
  Q43：何謂換流器？ 205
  
  Q44：何謂換流器之V/f控制、向量控制？ 209
  
  Q45：何謂伺服馬達？ 214
  
  第7章 節能減碳實務 221
  
  Q46：為何要節約能源？ 222
  
  Q47：請問電費收費制度是如何制定的？ 225
  
  Q48：節約能源的第一步要從何處著手呢？ 228
  
  Q49：正規的省電方法是什麼？ 231
  
  Q50：使用換流器對節約能源有多大幫助？ 241
  
  
  
  練習題解答 244
  
  附錄台灣電力公司電價與電費計算 249
  
  
  
  
  
  
  
  克希荷夫定律(Kirchhoff’s Law)21
  
  三相交流之表示37
  
  低壓電路之饋電方式與線間電壓、對地電壓52
  
  常態分布(Normal Distribution)56
  
  n型半導體與p型半導體106
  
  感測器之原理所利用的物理現象143
  
  回授之效果152
  
  馬達之效率與損失198
  
  DC伺服馬達之PWM控制219