Pytania pomocnicze - ELE.01

Montaż i obsługa maszyn i urządzeń elektrycznych

Pytania pomocnicze rozwijające tematy z pytań egzaminacyjnych. Każde pytanie ma krótką odpowiedź, która pomaga utrwalić wiedzę i przygotować się do egzaminu. Łącznie: 677.
Strona 3 z 10.

Do czego służy łącznik krzyżowy w instalacji oświetleniowej?

Służy do sterowania jednym obwodem oświetleniowym z trzech lub większej liczby miejsc. Montuje się go między dwoma łącznikami schodowymi.

Czym różni się łącznik krzyżowy od łącznika schodowego?

Łącznik schodowy pozwala sterować oświetleniem z dwóch miejsc. Łącznik krzyżowy dodaje kolejne punkty sterowania i pracuje pomiędzy łącznikami schodowymi.

W jakim układzie stosuje się łącznik krzyżowy?

Stosuje się go w układzie: łącznik schodowy – łącznik krzyżowy – łącznik schodowy. Przy większej liczbie miejsc sterowania można dodać więcej łączników krzyżowych.

Jak działa łącznik krzyżowy?

Przełącza dwa przewody korespondencyjne w taki sposób, że raz łączy je na wprost, a raz na krzyż. Zmiana położenia łącznika zmienia stan obwodu oświetlenia.

Gdzie najczęściej spotyka się łączniki krzyżowe?

Najczęściej w długich korytarzach, na klatkach schodowych i w pomieszczeniach z kilkoma wejściami. Umożliwiają wygodne sterowanie światłem z wielu punktów.

Dlaczego łącznik krzyżowy nie zastępuje dwóch łączników schodowych?

Ponieważ jego zadaniem jest tylko przełączanie przewodów między łącznikami schodowymi. Do poprawnego działania układu potrzebne są łączniki schodowe na początku i na końcu obwodu sterowania.

Jaką funkcję pełni element PT w układzie zasilania silnika indukcyjnego?

PT to najczęściej przekaźnik termiczny, który zabezpiecza silnik przed przeciążeniem. Reaguje na długotrwały nadmierny prąd płynący przez uzwojenia silnika.

Czym różni się przeciążenie od zwarcia?

Przeciążenie to pobór prądu większego od znamionowego, zwykle przez dłuższy czas. Zwarcie to gwałtowne połączenie punktów o różnych potencjałach, powodujące bardzo duży prąd wymagający szybkiego wyłączenia.

Dlaczego przekaźnik termiczny nie jest traktowany jako zabezpieczenie zwarciowe?

Przekaźnik termiczny działa z opóźnieniem, bo reaguje na nagrzewanie elementu bimetalowego. Zwarcie wymaga bardzo szybkiego wyłączenia przez bezpiecznik, wyłącznik nadprądowy lub wyłącznik silnikowy.

Dlaczego zabezpieczenie przeciążeniowe jest ważne w silniku indukcyjnym?

Długotrwałe przeciążenie powoduje nadmierne nagrzewanie uzwojeń silnika. Może to doprowadzić do uszkodzenia izolacji i spalenia silnika.

Gdzie w układzie stycznikowym podłącza się styk pomocniczy przekaźnika termicznego?

Styk rozwierny przekaźnika termicznego włącza się zwykle szeregowo w obwód cewki stycznika. Po przeciążeniu styk się otwiera i stycznik odłącza silnik od zasilania.

Czy przekaźnik termiczny powinien zadziałać podczas normalnego rozruchu silnika?

Nie, ponieważ podczas rozruchu silnik pobiera zwiększony prąd tylko przez krótki czas. Przekaźnik termiczny ma zwłokę czasową, aby nie wyłączać silnika przy prawidłowym rozruchu.

Jak nastawia się przekaźnik termiczny dla silnika?

Nastawę dobiera się zwykle do prądu znamionowego silnika podanego na tabliczce znamionowej. Zbyt niska nastawa powoduje niepotrzebne wyłączenia, a zbyt wysoka może nie ochronić silnika.

Dlaczego obudowę silnika w układzie TN-S łączy się z przewodem PE?

Przewód PE zapewnia ochronę przeciwporażeniową. W razie uszkodzenia izolacji odprowadza prąd uszkodzeniowy i umożliwia zadziałanie zabezpieczeń.

Czym różni się przewód PE od przewodu N w układzie TN-S?

PE jest przewodem ochronnym i nie przewodzi prądu roboczego w normalnej pracy. N jest przewodem neutralnym, którym może płynąć prąd roboczy odbiornika.

Co oznacza skrót TN-S?

TN-S to układ sieciowy, w którym punkt neutralny źródła jest uziemiony, a przewód ochronny PE i neutralny N są prowadzone oddzielnie w całej instalacji.

Dlaczego nie wolno łączyć obudowy silnika z przewodem fazowym?

Połączenie obudowy z przewodem fazowym spowodowałoby pojawienie się niebezpiecznego napięcia na metalowej obudowie. Stwarzałoby to bezpośrednie zagrożenie porażenia prądem.

Jaką rolę pełni wyłącznik różnicowoprądowy na schemacie z silnikiem?

Wyłącznik różnicowoprądowy wykrywa różnicę prądów między przewodami roboczymi. Przy prądzie upływu, np. do obudowy i przewodu PE, może szybko wyłączyć zasilanie.

Jakim kolorem oznacza się przewód ochronny PE?

Przewód PE oznacza się barwą żółto-zieloną. Tego oznaczenia używa się wyłącznie dla przewodów ochronnych.

Co może się stać, gdy obudowa urządzenia klasy ochronności I nie zostanie podłączona do PE?

W razie uszkodzenia izolacji na obudowie może pojawić się napięcie dotykowe. Zabezpieczenie może nie zadziałać prawidłowo, co zwiększa ryzyko porażenia.

Jak działa sprawny prostownik mostkowy?

W każdej połówce okresu przewodzą dwie diody mostka. Dzięki temu prąd przez obciążenie płynie zawsze w tym samym kierunku.

Co dzieje się z przebiegiem napięcia wyjściowego po przerwaniu jednej diody w mostku?

Jedna z par przewodzących przestaje działać. Na obciążeniu pojawiają się tylko co drugie dodatnie półfale, czyli przebieg jak przy prostowaniu jednopołówkowym.

Czym różni się prostowanie jednopołówkowe od dwupołówkowego na wykresie?

Przy prostowaniu jednopołówkowym między dodatnimi impulsami występują przerwy. Przy dwupołówkowym dodatnie półfale występują w każdej połówce okresu.

Dlaczego w prostowniku mostkowym prąd przez rezystor obciążenia ma stały kierunek?

Układ diod przełącza drogę przepływu prądu zależnie od polaryzacji napięcia wejściowego. W obu połówkach okresu prąd przez rezystor płynie w tym samym kierunku.

Jak rozpoznać na wykresie usterkę polegającą na przerwie jednej diody mostka?

Zamiast pełnego ciągu dodatnich półfal widać dodatnie półfale oddzielone odcinkami zerowego napięcia. Oznacza to brak przewodzenia w jednej połówce okresu.

Jak przerwa jednej diody wpływa na wartość średnią napięcia wyjściowego?

Wartość średnia napięcia wyjściowego maleje, ponieważ układ wykorzystuje tylko jedną połówkę okresu napięcia przemiennego.

Dlaczego odpowiedzi z przebiegiem sinusoidalnym dodatnio-ujemnym nie pasują do prostownika?

Na obciążeniu prostownika napięcie powinno być jednokierunkowe, czyli nie powinno zmieniać znaku. Przebieg dodatnio-ujemny oznacza brak prostowania.

Jak rozpoznać połączenie równoległe rezystorów na schemacie?

Rezystory są połączone równolegle, gdy ich oba końce są podłączone do tych samych dwóch węzłów. Wtedy na każdym z nich występuje takie samo napięcie.

Jak obliczyć rezystancję zastępczą dwóch rezystorów połączonych równolegle?

Dla dwóch rezystorów stosuje się wzór Rz = (R1 · R2) / (R1 + R2). Dla 60 Ω i 30 Ω daje to 20 Ω.

Dlaczego w tym obwodzie rezystora 80 Ω nie liczy się równolegle z pozostałymi?

Rezystor 80 Ω nie jest podłączony do tych samych dwóch węzłów co rezystory 60 Ω i 30 Ω. Jest połączony szeregowo z ich gałęzią zastępczą.

Jak obliczyć całkowitą rezystancję układu z pytania?

Najpierw liczy się równoległe połączenie 60 Ω i 30 Ω, co daje 20 Ω. Następnie dodaje się szeregowo rezystor 80 Ω, więc Rz = 20 Ω + 80 Ω = 100 Ω.

Jak obliczyć moc pobieraną przez cały układ rezystorów?

Można użyć wzoru P = U² / Rz. Przy napięciu 100 V i rezystancji zastępczej 100 Ω moc wynosi 100 W.

Jaki prąd płynie z źródła zasilania w tym obwodzie?

Prąd całkowity wynosi I = U / Rz = 100 V / 100 Ω = 1 A. Jest to prąd płynący przez rezystor 80 Ω i przez cały układ zastępczy.

Czy moc całkowita układu jest sumą mocy wydzielanych na poszczególnych rezystorach?

Tak. Moc pobierana ze źródła jest równa sumie mocy wydzielanych na wszystkich rezystorach w postaci ciepła.

Kiedy amperomierz w przekątnej mostka Wheatstone’a wskazuje zero?

Wskazuje zero wtedy, gdy mostek jest w równowadze, czyli potencjały obu punktów podłączenia amperomierza są takie same. Wtedy przez amperomierz nie płynie prąd.

Jaki jest warunek równowagi mostka Wheatstone’a?

Dla układu z rezystorami R1, R3 w jednej gałęzi oraz R4, R2 w drugiej gałęzi warunek ma postać R1/R3 = R4/R2. Można też zapisać go jako R1·R2 = R3·R4.

Jak obliczyć nieznany rezystor w mostku Wheatstone’a?

Należy zapisać warunek równowagi mostka i przekształcić go względem szukanej rezystancji. W tym zadaniu: 2/3 = R4/6, więc R4 = 4 Ω.

Czy przy zerowym wskazaniu amperomierza w mostku prąd w całym obwodzie nie płynie?

Nie. Prąd nadal płynie przez gałęzie z rezystorami, ale nie płynie przez amperomierz umieszczony w przekątnej mostka.

Dlaczego w mostku Wheatstone’a można porównywać stosunki rezystancji?

Ponieważ napięcia w dzielnikach rezystorowych zależą od proporcji rezystancji. Gdy stosunki rezystancji w obu gałęziach są równe, napięcia w punktach środkowych są jednakowe.

Jaką rolę pełni prawo Ohma przy analizie mostka Wheatstone’a?

Prawo Ohma pozwala powiązać napięcie, prąd i rezystancję w gałęziach obwodu. Dzięki niemu można wyprowadzić warunek równowagi mostka.

Jak rozpoznać w zadaniu, że chodzi o mostek Wheatstone’a?

Charakterystyczny jest układ czterech rezystorów tworzących romb oraz miernik podłączony między punktami środkowymi dwóch gałęzi. Pytanie często dotyczy zerowego wskazania miernika.

Jak obliczyć prąd kolektora tranzystora bipolarnego, znając prąd bazy i wzmocnienie prądowe?

Należy użyć wzoru Ic = β · Ib. Jeśli Ib = 1 mA, a β = 100, to Ic = 100 mA.

Dlaczego w tym zadaniu napięcie na rezystorze oblicza się z prądu kolektora, a nie z prądu bazy?

Rezystor znajduje się w obwodzie kolektora, więc płynie przez niego prąd kolektora Ic. Prąd bazy służy tylko do wyznaczenia Ic przez wzmocnienie β.

Jak zastosować prawo Ohma do obliczenia napięcia na rezystorze kolektorowym?

Napięcie na rezystorze oblicza się ze wzoru U = I · R. W tym przypadku I = Ic = 0,1 A, więc U = 0,1 A · 100 Ω = 10 V.

Jak poprawnie zamieniać miliampery na ampery w obliczeniach elektrycznych?

1 mA = 0,001 A. Dlatego 100 mA = 0,1 A, co jest potrzebne przy obliczeniach napięcia w woltach.

Co oznacza symbol β w tranzystorze bipolarnym?

β oznacza wzmocnienie prądowe tranzystora, czyli stosunek prądu kolektora do prądu bazy. Informuje, ile razy Ic jest większy od Ib.

Jak sprawdzić, czy wynik napięcia na rezystorze jest fizycznie możliwy w podanym obwodzie?

Napięcie na rezystorze nie może przekroczyć napięcia zasilania w idealnym uproszczeniu obwodu. Wynik 10 V jest mniejszy od 15 V, więc jest możliwy.

Dlaczego w grzejniku elektrycznym moc zależy od kwadratu napięcia?

Dla grzejnika o stałej rezystancji obowiązuje zależność P = U²/R. Gdy napięcie rośnie, rośnie również prąd, dlatego moc zwiększa się szybciej niż samo napięcie.

Jak obliczyć nową moc grzejnika po zmianie napięcia, jeśli rezystancja jest stała?

Można użyć proporcji P2/P1 = (U2/U1)². Następnie mnoży się moc początkową przez kwadrat stosunku napięć.

Co oznacza wartość skuteczna napięcia przemiennego w obliczeniach mocy?

Jest to wartość napięcia, którą można bezpośrednio stosować we wzorach na moc czynną odbiornika rezystancyjnego. Odpowiada takiemu napięciu stałemu, które dałoby ten sam efekt cieplny.

Dlaczego po zwiększeniu napięcia ze 115 V do 230 V moc wzrasta czterokrotnie, a nie dwukrotnie?

Napięcie wzrasta dwa razy, ale moc zależy od U². Dlatego wzrost mocy wynosi 2², czyli 4 razy.

Jaką rolę w tym zadaniu pełni prawo Ohma?

Prawo Ohma pozwala zapisać prąd jako I = U/R. Po podstawieniu do wzoru P = U·I otrzymuje się zależność P = U²/R.

Czy wzór P = U²/R można stosować do każdego odbiornika prądu przemiennego?

Nie. Ten wzór wprost stosuje się do odbiornika rezystancyjnego, np. grzejnika. Dla odbiorników indukcyjnych lub pojemnościowych trzeba uwzględnić przesunięcie fazowe i współczynnik mocy.

Od jakiej wartości oblicza się błąd wynikający z klasy dokładności miernika analogowego?

Błąd oblicza się od zakresu pomiarowego miernika, a nie od aktualnego wskazania. Dla zakresu 1000 W i klasy 1,5 błąd wynosi 1,5% z 1000 W.

Czym jest błąd bezwzględny pomiaru?

Błąd bezwzględny to wartość różnicy lub dopuszczalnego odchylenia wyniku pomiaru od wartości rzeczywistej. Podaje się go w tej samej jednostce co mierzona wielkość, np. w watach.

Jak obliczyć błąd bezwzględny watomierza o zakresie 1000 W i klasie 1,5?

Należy pomnożyć zakres przez klasę dokładności wyrażoną w procentach: Δ = 1000 W · 1,5/100 = 15 W.

Dlaczego w tym zadaniu nie liczy się 1,5% z wartości 400 W?

Ponieważ klasa dokładności miernika analogowego odnosi się do pełnego zakresu pomiarowego, a nie do wskazanej wartości. Wskazanie 400 W nie służy tu do obliczenia błędu granicznego.

Jak zapisać wynik pomiaru mocy 400 W, jeśli błąd bezwzględny wynosi 15 W?

Wynik zapisuje się jako 400 W ± 15 W. Oznacza to, że rzeczywista moc może znajdować się w granicach od 385 W do 415 W.

Czym różni się błąd bezwzględny od błędu względnego?

Błąd bezwzględny podaje się w jednostkach mierzonej wielkości, np. W. Błąd względny podaje się najczęściej w procentach i odnosi błąd bezwzględny do wartości mierzonej.

Dlaczego silnik indukcyjny trójfazowy nie uruchamia się prawidłowo przy zaniku jednej fazy?

Do rozruchu potrzebne jest wirujące pole magnetyczne wytwarzane przez trzy fazy. Przy zaniku jednej fazy moment rozruchowy jest zbyt mały, szczególnie gdy silnik jest obciążony momentem znamionowym.

Co może się stać z silnikiem, jeśli przy zaniku fazy pozostanie załączony?

Silnik może pobierać nadmierny prąd w pozostałych fazach, buczeć i szybko się nagrzewać. Dłuższa praca grozi uszkodzeniem izolacji uzwojeń i spaleniem silnika.

Czym różni się zanik fazy od zmiany kolejności faz?

Zanik fazy oznacza brak jednej fazy zasilającej i jest stanem awaryjnym. Zmiana kolejności faz polega na zamianie dwóch faz i powoduje zmianę kierunku obrotów silnika.

Jakie zabezpieczenia chronią silnik przed skutkami zaniku fazy?

Stosuje się czujniki zaniku i asymetrii faz, przekaźniki termiczne, wyłączniki silnikowe oraz zabezpieczenia nadprądowe. Najpewniejszą ochronę przed samym zanikiem fazy daje przekaźnik kontroli faz.

Dlaczego silnik już rozpędzony może jeszcze obracać się po zaniku jednej fazy?

Rozpędzony wirnik ma energię kinetyczną, a silnik może chwilowo pracować na dwóch fazach. Jest to jednak praca nieprawidłowa, z dużym nagrzewaniem i ryzykiem uszkodzenia.

Co oznacza moment znamionowy Mn silnika?

Moment znamionowy Mn to moment obrotowy, który silnik może oddawać w normalnych warunkach pracy przy parametrach znamionowych. W pytaniu oznacza pełne, typowe obciążenie silnika.

Dlaczego przy zaniku fazy nie należy zakładać, że silnik zacznie wirować w przeciwnym kierunku?

Przeciwny kierunek obrotów uzyskuje się przez zamianę dwóch faz zasilających. Brak jednej fazy nie tworzy prawidłowego pola wirującego w przeciwną stronę.