Pytania pomocnicze - ELE.01

Jest to część instalacji zawierająca elementy przyłączeniowe i pomiarowe, przede wszystkim licznik energii elektrycznej oraz zabezpieczenia przedlicznikowe.

Licznik mierzy ilość energii elektrycznej pobranej przez odbiorcę. Na tej podstawie zakład energetyczny dokonuje rozliczenia zużycia energii.

Zestaw przyłączeniowo-pomiarowy zawiera licznik i elementy przyłączeniowe, natomiast rozdzielnica odbiorcy rozdziela energię na poszczególne obwody instalacji i zawiera ich zabezpieczenia.

Wewnętrzna linia zasilająca prowadzi energię od złącza lub zestawu pomiarowego do rozdzielnicy głównej odbiorcy. Nie jest tym samym co zestaw pomiarowy.

Plombowanie zabezpiecza przed nieuprawnioną ingerencją w układ pomiarowy, zabezpieczenia przedlicznikowe lub połączenia wpływające na rozliczanie energii.

Najważniejszym znakiem jest obecność licznika oznaczonego kWh, zacisków przyłączeniowych, zabezpieczeń przedlicznikowych oraz wydzielonego pola lub obudowy na schemacie.

Przewody wyrównawcze łączą dostępne części przewodzące i obce części przewodzące z układem ochronnym, aby zmniejszyć niebezpieczne różnice potencjałów.

Prostowanie polega na zamianie napięcia przemiennego na jednokierunkowe. Stabilizacja polega na utrzymaniu stałej wartości napięcia wyjściowego mimo zakłóceń lub zmian obciążenia.

Typowy zasilacz może zawierać transformator, prostownik, filtr wygładzający oraz stabilizator napięcia. Każdy blok pełni inną funkcję.

Po prostowaniu napięcie jest zwykle pulsujące i ma tętnienia. Do zasilania elektroniki często potrzebne jest napięcie wygładzone i stabilne.

Filtr zmniejsza tętnienia napięcia po prostowniku. Najczęściej wykorzystuje się do tego kondensatory, czasem także dławiki.

Napięcie wyjściowe może zmieniać się wraz z obciążeniem lub napięciem sieciowym. Może to powodować niestabilną pracę albo uszkodzenie zasilanego urządzenia.

Dioda Zenera może utrzymywać prawie stałe napięcie na swoich zaciskach. Dlatego bywa stosowana jako prosty stabilizator lub źródło napięcia odniesienia.

W autotransformatorze część uzwojenia jest wspólna dla obwodu wejściowego i wyjściowego. Napięcie wyjściowe pobiera się z odczepu lub ruchomego styku na tym samym uzwojeniu.

Ruchomy styk przesuwa się po uzwojeniu i zmienia liczbę zwojów, z których pobierane jest napięcie. Dzięki temu napięcie wyjściowe można regulować bezstopniowo.

Zwykły transformator ma zazwyczaj dwa oddzielne uzwojenia, a autotransformator jedno uzwojenie wspólne. Autotransformator nie zapewnia separacji galwanicznej między wejściem i wyjściem.

Ponieważ obwód wyjściowy jest elektrycznie połączony z siecią zasilającą. Dotknięcie elementów pod napięciem może być tak samo niebezpieczne jak przy bezpośrednim zasilaniu z sieci.

Bocznik to rezystor o małej rezystancji włączany równolegle, najczęściej w celu rozszerzenia zakresu pomiarowego amperomierza. Nie służy do płynnej regulacji napięcia.

Posobnik to rezystor włączany szeregowo, zwykle do rozszerzania zakresu pomiarowego woltomierza. Nie jest urządzeniem transformatorowym.

Rdzeń toroidalny ma korzystne właściwości magnetyczne i małe rozproszenie strumienia. Ułatwia też wykonanie zwartej konstrukcji z uzwojeniem nawiniętym dookoła rdzenia.

Trzy fazy przesunięte względem siebie o 120° wytwarzają wirujące pole magnetyczne. To pole powoduje powstanie momentu elektromagnetycznego i obrót wirnika.

Kondensator powoduje przesunięcie fazowe prądu w jednym z uzwojeń. Dzięki temu powstaje sztuczna faza potrzebna do wytworzenia pola wirującego.

Nie. Przy takim zasilaniu moc użyteczna silnika jest zwykle mniejsza niż przy zasilaniu trójfazowym.

Zmniejszenie momentu rozruchowego nie jest celem zastosowania kondensatora. Kondensator ma umożliwić rozruch przez wytworzenie przesunięcia fazowego.

Sztuczna faza to napięcie lub prąd uzyskane za pomocą elementu przesuwającego fazę, najczęściej kondensatora. Zastępuje ona brakującą fazę w układzie jednofazowym.

W obwodzie pojemnościowym prąd wyprzedza napięcie. To zjawisko wykorzystuje się do uzyskania przesunięcia fazowego w uzwojeniu silnika.

Trzeba unikać przeciążenia, kontrolować nagrzewanie silnika i dobrać właściwą pojemność kondensatora. Nieprawidłowy dobór może pogorszyć rozruch i pracę silnika.

Transformator jest zwykle podłączony stroną pierwotną do sieci, np. 230 V, a jego strona wtórna zasila przyciski, cewki styczników lub elementy sterujące. Oznaczenie typu 230/8 V wskazuje na obniżenie napięcia dla obwodu sterowania.

Separacja galwaniczna oddziela obwód sterowania od obwodu zasilania, co zwiększa bezpieczeństwo obsługi. Ogranicza też przenoszenie uszkodzeń i zakłóceń między obwodami.

Obwód sterowania odpowiada za załączanie, wyłączanie i kontrolę pracy urządzenia, np. przez przyciski i cewki styczników. Obwód mocy zasila główny odbiornik, np. silnik, grzałkę lub lampę.

Zwykły transformator nie stabilizuje napięcia, tylko je przekształca i separuje. Do stabilizacji napięcia służy stabilizator lub specjalny układ elektroniczny.

Transformator nie jest wzmacniaczem sygnałów sterujących. Jego zadaniem jest zmiana wartości napięcia przemiennego oraz izolacja między uzwojeniami.

Oznacza, że uzwojenie pierwotne transformatora jest przystosowane do napięcia 230 V, a uzwojenie wtórne daje napięcie 8 V. Jest to typowy zapis transformatora obniżającego napięcie.

Bardzo niskie napięcie to napięcie nieprzekraczające określonych wartości granicznych, zwykle do 50 V AC lub 120 V DC w warunkach suchych. Napięcie 8 V AC spełnia ten warunek.

Należy skorzystać ze wzoru I = P / U. Dla czajnika 2200 W i napięcia 230 V otrzymujemy I = 2200 / 230 = 9,56 A.

Czajnik elektryczny jest odbiornikiem rezystancyjnym, ponieważ jego głównym elementem jest grzałka. Dla takiego odbiornika współczynnik mocy jest bliski 1.

Oznacza moc czynną pobieraną przez czajnik podczas pracy przy napięciu znamionowym. Im większa moc, tym większy prąd pobierany z sieci.

Moc należy podać w watach [W], napięcie w woltach [V], a wynik otrzymuje się w amperach [A].

Wartość 230 V jest wartością skuteczną napięcia przemiennego. To właśnie wartość skuteczna jest używana w obliczeniach mocy i prądu odbiorników zasilanych z sieci.

Tak, ponieważ pobiera około 9,56 A, czyli mniej niż typowa obciążalność gniazda i obwodu zabezpieczonego wyłącznikiem 16 A. Warunkiem jest sprawna instalacja i odpowiedni przekrój przewodów.

Należy zastosować prawo Ohma: U = I · R. Dla prądu 0,3 A i rezystancji 10 Ω spadek napięcia wynosi 3 V.

W obwodzie szeregowym elementy są połączone jeden za drugim, więc prąd ma tylko jedną drogę przepływu. Dlatego jego wartość jest taka sama w każdym elemencie.

Od napięcia źródła należy odjąć spadek napięcia na rezystorze. W tym przypadku: 12 V - 3 V = 9 V.

Amperomierz mierzy natężenie prądu płynącego w obwodzie. W obwodzie szeregowym jego wskazanie dotyczy wszystkich elementów połączonych szeregowo.

Oznacza to, że suma napięć na wszystkich odbiornikach jest równa napięciu źródła. Jeśli część napięcia odkłada się na rezystorze, pozostała część przypada na żarówkę.

Na rezystorze 10 Ω przy prądzie 0,3 A odkłada się napięcie 3 V. Źródło ma 12 V, więc na żarówce pozostaje 9 V.

Styk przełączny ma jeden zacisk wspólny, zwykle oznaczony jako 1, który może łączyć się zamiennie z zaciskiem 2 albo 3. Gdy połączenie 1-2 jest rozwarte, jednocześnie może zostać zwarte połączenie 1-3.

Po przełączeniu S3 zmienia się droga przepływu prądu w obwodzie oświetleniowym. Jeśli nowa konfiguracja nie zamyka obwodu zasilania lamp E1 i E2, przez lampy nie płynie prąd i obie gasną.

Łącznik schodowy przełącza przewód fazowy między dwoma torami. Stosuje się go do sterowania oświetleniem z dwóch miejsc lub jako element układu z dodatkowymi łącznikami krzyżowymi.

Łącznik krzyżowy zmienia połączenia między dwoma przewodami korespondencyjnymi. Umożliwia sterowanie tym samym oświetleniem z więcej niż dwóch miejsc.

Rozwarcie styku oznacza przerwanie połączenia elektrycznego. W takim miejscu prąd nie może przepływać, więc odbiornik w tym torze nie pracuje.

Zwarcie styku oznacza zamknięcie połączenia między wskazanymi zaciskami łącznika. Nie chodzi tu o zwarcie awaryjne, lecz o normalne połączenie robocze zestyków.

Należy prześledzić ciągłość obwodu od przewodu fazowego L, przez styki łączników i lampę, do przewodu neutralnego N. Jeśli obwód jest zamknięty, lampa świeci; jeśli jest przerwany, lampa jest wyłączona.

Taki układ umożliwia sterowanie jednym obwodem oświetleniowym z trzech miejsc. Łączniki schodowe montuje się na końcach układu, a krzyżowy pomiędzy nimi.

Łącznik schodowy przełącza wspólny zacisk na jeden z dwóch przewodów korespondencyjnych. Łącznik krzyżowy przełącza dwie pary przewodów, krzyżując je lub łącząc na wprost.

Samymi dwoma łącznikami schodowymi można sterować oświetleniem tylko z dwóch miejsc. Dodanie łącznika krzyżowego między nimi pozwala dołożyć kolejne miejsce sterowania.

Łącznik krzyżowy ma zwykle cztery zaciski robocze i znajduje się pomiędzy dwoma łącznikami schodowymi. Na schemacie widać przełączanie dwóch torów przewodów korespondencyjnych.

Przewody korespondencyjne łączą łączniki schodowe oraz krzyżowe i przenoszą stan przełączenia między nimi. Dzięki nim zmiana położenia dowolnego łącznika może zmienić stan lampy.

Łącznik świecznikowy służy do niezależnego załączania dwóch obwodów lub dwóch grup lamp z jednego miejsca. Układ schodowo-krzyżowy służy do sterowania jednym obwodem z kilku miejsc.

Łączniki jednobiegunowe nie realizują przełączania przewodów korespondencyjnych. W układzie sterowania oświetleniem z kilku miejsc potrzebne są łączniki schodowe, czyli zmienne, oraz ewentualnie krzyżowe.

Rezystory są połączone szeregowo, gdy przez każdy z nich płynie ten sam prąd, a między nimi nie ma rozgałęzienia. Rezystancję zastępczą oblicza się jako sumę: Rz = R1 + R2 + ...

Rezystory są połączone równolegle, gdy ich końce są podłączone do tych samych dwóch węzłów. Mają wtedy takie samo napięcie, a prądy w gałęziach mogą być różne.

Dla dwóch jednakowych rezystorów połączonych równolegle rezystancja zastępcza jest dwa razy mniejsza od jednego rezystora. Dla R2 = 100 Ω i R3 = 100 Ω otrzymujemy Rz = 50 Ω.

Rezystory R2 i R3 tworzą osobny fragment połączony równolegle między tymi samymi dwoma węzłami. Najpierw upraszcza się tę część obwodu, a potem dodaje rezystory połączone szeregowo.

Najpierw oblicza się R2 || R3: 100 Ω || 100 Ω = 50 Ω. Następnie dodaje się rezystory szeregowe: RAB = R1 + (R2 || R3) + R4 = 50 Ω + 50 Ω + 50 Ω = 150 Ω.

Nie. Rezystancja zastępcza połączenia równoległego jest zawsze mniejsza od najmniejszej rezystancji wśród połączonych równolegle rezystorów.