Pytania pomocnicze - ELE.01

Stosuje się wzór Z = √[R² + (XL − XC)²]. Najpierw oblicza się różnicę reaktancji, a następnie uwzględnia rezystancję.

Cewka i kondensator przesuwają fazę prądu w przeciwnych kierunkach. Ich reaktancje mają przeciwne znaki, dlatego w obwodzie szeregowym odejmuje się je od siebie.

Reaktancje znoszą się wzajemnie, więc część bierna impedancji wynosi zero. Wtedy impedancja obwodu jest równa samej rezystancji R.

Obwód ma charakter indukcyjny. Oznacza to, że wpływ cewki jest większy niż wpływ kondensatora.

Obwód ma charakter pojemnościowy. Wpływ kondensatora dominuje wtedy nad wpływem cewki.

Rezystancji i reaktancji nie dodaje się zwykłą sumą arytmetyczną. Ponieważ XL = XC, ich wpływy się znoszą i pozostaje tylko R = 5 Ω.

Rezystancja dotyczy oporu czynnego, który powoduje straty energii w postaci ciepła. Impedancja obejmuje rezystancję oraz reaktancję cewki i kondensatora w obwodzie prądu przemiennego.

Zależy od częstotliwości napięcia zasilającego oraz liczby par biegunów uzwojenia stojana. Opisuje ją wzór nₛ = 60 · f / p.

Im większa liczba par biegunów, tym mniejsza prędkość synchroniczna pola wirującego, a więc także mniejsza prędkość obrotowa silnika.

Ponieważ w silniku indukcyjnym musi występować poślizg. Bez poślizgu nie indukowałby się prąd w wirniku i silnik nie wytwarzałby momentu.

Nie. Kierunek obrotów silnika trójfazowego zmienia się przez zamianę kolejności dwóch faz zasilania.

Dla p = 2 i f = 50 Hz prędkość synchroniczna wynosi nₛ = 60 · 50 / 2 = 1500 obr/min.

Stosuje się je tam, gdzie potrzebna jest zmiana prędkości obrotowej bez płynnej regulacji falownikiem, np. w wentylatorach, pompach lub obrabiarkach.

Ponieważ przewody mają własną rezystancję. Gdy płynie przez nie prąd, zgodnie z prawem Ohma pojawia się na nich spadek napięcia.

Należy pomnożyć rezystancję podaną dla 100 m przez rzeczywistą długość przewodu i podzielić przez 100. Na przykład 1,4 Ω/100 m dla 50 m daje 0,7 Ω.

Spadek napięcia wzrośnie, ponieważ ΔU = I · R. Przy większej rezystancji przewodu większa część napięcia zasilania odkłada się na przewodach.

Ten sam prąd płynie kolejno przez przewody doprowadzające i spiralę grzejną. Ich rezystancje sumują się, a napięcie zasilania dzieli się między nie.

Nie zawsze. Moc spirali zależy od napięcia na samej spirali i jej rezystancji. Zwiększenie rezystancji przewodów zmniejsza napięcie na spirali, ale zmiana mocy nie musi być dokładnie dwukrotna.

Prawo Ohma pokazuje, że spadek napięcia na przewodzie zależy od prądu i rezystancji przewodu. Większa rezystancja przewodu powoduje większy spadek napięcia.

Zbyt duży spadek napięcia powoduje, że odbiornik otrzymuje napięcie niższe od znamionowego. Może to obniżyć moc urządzenia, pogorszyć jego pracę lub powodować nadmierne straty energii w przewodach.

Stała czasowa τ określa, jak szybko kondensator ładuje się lub rozładowuje przez rezystor. Jest równa iloczynowi rezystancji i pojemności: τ = R · C.

Napięcie maleje wykładniczo, czyli szybko na początku, a coraz wolniej w miarę upływu czasu. Opisuje je wzór UC(t) = U0 · e^(-t/RC).

Po czasie t = τ napięcie rozładowującego się kondensatora spada do około 37% napięcia początkowego U0.

Należy znaleźć krzywą, która po 10 sekundach ma wartość około 37% napięcia początkowego. W tym zadaniu jest to krzywa numer 2.

Stała czasowa wzrośnie, ponieważ τ = R · C. Kondensator będzie rozładowywał się wolniej.

Stała czasowa również wzrośnie. Większa pojemność oznacza, że kondensator gromadzi więcej ładunku i potrzebuje więcej czasu na rozładowanie.

Zwykle przyjmuje się, że po około 5 stałych czasowych napięcie jest tak małe, że kondensator można uznać za praktycznie rozładowany.

Przekładnik prądowy zmniejsza dużą wartość prądu do wartości bezpiecznej i możliwej do zmierzenia zwykłym amperomierzem, np. 5 A lub 1 A po stronie wtórnej.

Zwykły miernik ma ograniczony zakres prądowy i zbyt duży prąd mógłby go uszkodzić. Przekładnik umożliwia pomiar pośredni.

Działa na zasadzie transformacji elektromagnetycznej. Prąd pierwotny płynący przez uzwojenie lub przewód wywołuje proporcjonalny, mniejszy prąd w uzwojeniu wtórnym.

Oznacza, że przy prądzie pierwotnym 100 A po stronie wtórnej płynie prąd 5 A. Wynik z amperomierza należy przeliczyć według tej przekładni.

Zwykły transformator służy głównie do zmiany napięcia, a przekładnik prądowy do proporcjonalnego zmniejszania prądu na potrzeby pomiarów lub zabezpieczeń.

Rozwarcie strony wtórnej może spowodować powstanie niebezpiecznie wysokiego napięcia i uszkodzenie przekładnika lub zagrożenie dla obsługi.

Stały stosunek U/f pozwala utrzymać w przybliżeniu stały strumień magnetyczny w silniku. Dzięki temu silnik może zachować prawie stały moment przy różnych częstotliwościach zasilania.

Prędkość synchroniczna silnika jest proporcjonalna do częstotliwości zasilania. Zmniejszenie częstotliwości zmniejsza prędkość, a zwiększenie częstotliwości ją podnosi.

Falownik zmienia częstotliwość i napięcie zasilania silnika. Dzięki temu umożliwia płynną lub skokową regulację prędkości obrotowej.

Oznacza to, że silnik może oddawać podobną wartość momentu obrotowego mimo zmiany prędkości. Jest to typowe dla zakresu regulacji U/f do częstotliwości znamionowej.

Przy stałym napięciu i zmniejszaniu częstotliwości rośnie strumień magnetyczny, co może prowadzić do nasycenia rdzenia i nadmiernego prądu. Dlatego napięcie powinno zmieniać się proporcjonalnie do częstotliwości.

Silnik może pobierać zbyt duży prąd, nagrzewać się i pracować nieprawidłowo. Wynika to ze zbyt dużego strumienia magnetycznego w obwodzie magnetycznym.

Charakterystyki dla różnych częstotliwości mają przesunięte zakresy prędkości, ale zachowują zbliżony poziom momentu. Napięcie rośnie proporcjonalnie do częstotliwości, np. 46 V/10 Hz, 92 V/20 Hz, 230 V/50 Hz.

Błąd bezwzględny oblicza się ze wzoru: Δ = klasa/100 · zakres pomiarowy. Dla klasy 0,5 i zakresu 150 V: Δ = 0,5/100 · 150 V = 0,75 V.

Klasa 0,5 oznacza, że maksymalny dopuszczalny błąd wskazania wynosi 0,5% wartości zakresu pomiarowego, a nie 0,5% aktualnie mierzonej wartości.

W miernikach analogowych klasa dokładności odnosi się do wartości końcowej zakresu. Dlatego błąd graniczny jest stały dla danego zakresu, niezależnie od tego, czy miernik wskazuje np. 30 V czy 120 V.

ΔU = 1,5/100 · 300 V = 4,5 V. Oznacza to, że wskazanie może różnić się od wartości rzeczywistej maksymalnie o 4,5 V.

Błąd bezwzględny podaje różnicę w jednostkach mierzonej wielkości, np. w woltach. Błąd względny wyraża tę różnicę w procentach względem wartości mierzonej.

Należy dobrać możliwie najniższy zakres, który nadal obejmuje mierzoną wartość. Wtedy ten sam błąd bezwzględny stanowi mniejszy procent wartości mierzonej.

Zużyte lub uszkodzone łożysko nie prowadzi wału prawidłowo. Wał zaczyna obracać się nierówno, co powoduje drgania całego silnika.

Typowe objawy to hałas, stukanie, szum, wzrost temperatury obudowy przy łożysku oraz nierówna praca wału.

Łożysko podtrzymuje wał wirnika i umożliwia jego swobodny obrót. Utrzymuje też właściwe położenie wirnika względem stojana.

Nie jest to typowy objaw. Zabezpieczenie termiczne chroni przed przegrzaniem, a wibracje są najczęściej skutkiem uszkodzeń mechanicznych.

Wibracje mogą wynikać z niewyważenia wirnika, niewspółosiowości sprzęgła, poluzowania mocowania silnika lub uszkodzenia napędzanej maszyny.

Dalsza praca z uszkodzonym łożyskiem może doprowadzić do zatarcia, uszkodzenia wału, ocierania wirnika o stojan i awarii uzwojeń.

Maszyna może ruszyć bez wiedzy operatora, co grozi wypadkiem, uszkodzeniem elementów mechanicznych lub zakłóceniem procesu technologicznego.

Po spadku lub zaniku napięcia powoduje rozłączenie obwodu zasilania albo sterowania. Po powrocie napięcia układ pozostaje wyłączony do czasu ponownego świadomego załączenia.

Wyzwalacz zanikowy reaguje na zanik lub spadek napięcia. Zabezpieczenie nadprądowe reaguje na zbyt duży prąd, np. podczas zwarcia lub przeciążenia.

Nie. Wyłącznik różnicowoprądowy służy głównie do ochrony przeciwporażeniowej i wykrywania prądów upływu, a nie do blokowania ponownego rozruchu po zaniku napięcia.

Stycznik załącza i wyłącza zasilanie silnika. Po zaniku napięcia jego cewka zostaje odłączona, styki główne się rozwierają, a ponowne załączenie wymaga działania operatora.

Samopodtrzymanie polega na tym, że po naciśnięciu przycisku START stycznik podtrzymuje własne zasilanie przez styk pomocniczy. Po zaniku napięcia podtrzymanie zanika i układ wymaga ponownego uruchomienia.

To praca transformatora przy zasilonym uzwojeniu pierwotnym i nieobciążonych uzwojeniach wtórnych. Transformator pobiera wtedy tylko niewielki prąd jałowy.

Powinny być zbliżone do napięć znamionowych podanych na tabliczce lub w opisie transformatora, np. około 12 V i 8 V.

Jeżeli na jednym uzwojeniu wtórnym pojawia się prawidłowe napięcie, oznacza to, że uzwojenie pierwotne jest zasilane i w rdzeniu powstaje strumień magnetyczny.

Najczęściej oznacza przerwę w tym uzwojeniu lub w jego wyprowadzeniach. W pytaniu napięcie 0 V dotyczy uzwojenia 8 V.

Przerwa uniemożliwia przepływ prądu, natomiast zwarcie powoduje przepływ bardzo dużego prądu. Zwarcie zwykle prowadzi do grzania, buczenia transformatora lub zadziałania zabezpieczeń.

Uzwojenie 12 V daje prawidłowe napięcie, więc nie wskazuje to na jego zwarcie. Zwarcie dodatkowo powodowałoby objawy przeciążenia transformatora.

Po odłączeniu zasilania można wykonać pomiar ciągłości lub rezystancji uzwojenia omomierzem. Brak wskazania ciągłości potwierdza przerwę.