Pytania pomocnicze - ELE.05

Stosuje się je, aby ograniczyć różnice potencjałów między częściami przewodzącymi. Zmniejsza to ryzyko porażenia przy uszkodzeniu izolacji lub awarii urządzenia.

Rezystancja pokazuje, czy przewód ma dobrą ciągłość elektryczną. Zbyt duża rezystancja może oznaczać uszkodzenie, korozję lub słaby styk.

Pomiar wykonuje się między dostępną częścią przewodzącą a najbliższym punktem głównego przewodu wyrównawczego lub głównej szyny uziemiającej.

Jest to część metalowa, której można dotknąć, a która normalnie nie powinna być pod napięciem, np. metalowa obudowa urządzenia elektrycznego.

Mogą to być wysoka rezystancja połączenia, brak ciągłości, skorodowane zaciski, luźne śruby lub mechaniczne uszkodzenie przewodu.

Główna szyna uziemiająca jest centralnym punktem połączenia przewodów ochronnych, uziemiających i wyrównawczych. Umożliwia sprowadzenie części przewodzących do zbliżonego potencjału.

Pojemność doziemna nie informuje o ciągłości przewodu wyrównawczego. Do oceny takiego przewodu potrzebny jest pomiar rezystancji połączenia.

Oględziny polegają na ocenie widocznego stanu instalacji, np. uszkodzeń mechanicznych i śladów przegrzania. Pomiary wymagają użycia mierników i pozwalają wykryć m.in. brak ciągłości przewodów lub zbyt dużą rezystancję.

Ponieważ poluzowanie, korozja, nadpalenie lub przegrzanie złącza często są widoczne po otwarciu puszki, rozdzielnicy albo obudowy. Jest to typowa usterka wykrywana podczas oględzin.

Przewód może wyglądać poprawnie, ale być przerwany lub źle połączony w niewidocznym miejscu. Do potwierdzenia ciągłości przewodu PE wykonuje się pomiar ciągłości.

Taką usterkę wykrywa się za pomocą pomiarów elektrycznych odpowiednim miernikiem, a nie samym przeglądem wzrokowym. Oględziny mogą jedynie wskazać widoczne uszkodzenia połączeń uziemiających.

Typowe objawy to przebarwienia izolacji, nadtopienia, zapach spalenizny, ślady łuku elektrycznego, korozja oraz widocznie poluzowane zaciski. Takie usterki zwiększają ryzyko przegrzewania i pożaru.

Najpierw wykonuje się oględziny, aby sprawdzić stan techniczny instalacji, osprzętu, zabezpieczeń i połączeń. Dopiero później przeprowadza się pomiary, np. rezystancji izolacji, ciągłości przewodów ochronnych i impedancji pętli zwarcia.

W uzwojeniach wydziela się ciepło zależne od kwadratu prądu: P = I² · R. Im większy prąd, tym szybciej rośnie ilość ciepła i ryzyko uszkodzenia izolacji.

Na tabliczce znamionowej silnika. Wartość prądu może być podana osobno dla różnych napięć i połączeń uzwojeń, np. gwiazda lub trójkąt.

Prąd rozruchowy może być znacznie większy od znamionowego, ale trwa krótko i jest normalnym zjawiskiem. Długotrwałe przekroczenie prądu znamionowego jest niebezpieczne, bo prowadzi do przegrzania silnika.

Stosuje się m.in. wyłączniki silnikowe, przekaźniki termiczne i zabezpieczenia elektroniczne. Ich nastawy powinny odpowiadać prądowi znamionowemu silnika.

Gdy obciążenie mechaniczne rośnie, silnik musi wytworzyć większy moment, więc pobiera większy prąd z sieci. Jeśli przeciążenie trwa zbyt długo, uzwojenia mogą się przegrzać.

Przy zaniku jednej fazy silnik może nadal pracować, ale prądy w pozostałych fazach znacznie rosną. Powoduje to szybkie nagrzewanie uzwojeń i ryzyko spalenia silnika.

Silnik może pracować z prądem znamionowym tylko wtedy, gdy ma zapewnione prawidłowe chłodzenie. Zabrudzone żebra, uszkodzony wentylator lub zbyt wysoka temperatura otoczenia zwiększają ryzyko przegrzania.

Moc czynna P wykonuje użyteczną pracę lub zamienia się w ciepło. Moc bierna Q okresowo krąży między źródłem a odbiornikiem i jest związana z polami magnetycznymi lub elektrycznymi.

Waromierz mierzy moc bierną Q. Razem z mocą czynną P zmierzoną watomierzem pozwala obliczyć moc pozorną i współczynnik mocy.

Najpierw oblicza się moc pozorną: S = √(P² + Q²). Następnie współczynnik mocy: cosφ = P / S.

Watomierz mierzy moc czynną P, czyli tę część mocy, która jest zamieniana na pracę mechaniczną, ciepło, światło lub inną użyteczną energię.

Częstościomierz mierzy częstotliwość napięcia lub prądu, np. 50 Hz. Nie mierzy ani mocy czynnej, ani biernej, więc nie pozwala wyznaczyć cosφ.

Niski współczynnik mocy mają często odbiorniki indukcyjne, np. silniki indukcyjne, transformatory i dławiki. Pobierają one znaczną moc bierną.

Oznacza, że cała moc pozorna jest mocą czynną, a moc bierna nie występuje. Taka sytuacja jest typowa dla idealnego odbiornika rezystancyjnego.

Zależy od częstotliwości zasilania oraz liczby par biegunów. Opisuje ją wzór n_s = 60 · f / p.

Ponieważ liczba par biegunów znajduje się w mianowniku wzoru na prędkość synchroniczną. Przy stałej częstotliwości większa liczba par biegunów oznacza mniejszą prędkość pola wirującego.

n_s = 60 · 50 / 2 = 1500 obr/min. Rzeczywista prędkość wirnika będzie nieco mniejsza z powodu poślizgu.

Nie, samo zwiększenie lub zmniejszenie liczby par biegunów nie powoduje zmiany kierunku obrotów. Kierunek zmienia się zwykle przez zamianę kolejności dwóch faz zasilających.

Prędkość synchroniczna dotyczy wirującego pola magnetycznego stojana. Wirnik w silniku indukcyjnym obraca się trochę wolniej, ponieważ potrzebny jest poślizg do wytworzenia momentu.

Stosuje się je do uzyskania kilku stałych prędkości obrotowych silnika. Jest to typowe dla silników wielobiegowych.

Najczęściej stosuje się zmianę częstotliwości zasilania za pomocą falownika. Zmiana częstotliwości pozwala płynnie regulować prędkość obrotową.

Miernik cęgowy służy głównie do pomiaru natężenia prądu bez rozłączania obwodu. Przewód obejmuje się cęgami pomiarowymi.

Symbol A oznacza ampery, czyli jednostkę natężenia prądu elektrycznego. Zakres A służy do pomiaru prądu, a nie napięcia, mocy ani energii.

DC oznacza prąd lub napięcie jednokierunkowe. W połączeniu z symbolem A wskazuje pomiar natężenia prądu jednokierunkowego.

Prąd jednokierunkowy płynie tylko w jednym kierunku. Prąd przemienny okresowo zmienia kierunek przepływu, np. w sieci energetycznej.

Objęcie dwóch przewodów, np. zasilającego i powrotnego, powoduje znoszenie się pól magnetycznych. Wtedy wskazanie może być zerowe lub błędne.

Nie. Niektóre mierniki cęgowe mierzą tylko prąd przemienny AC. Pomiar DC jest możliwy tylko wtedy, gdy przyrząd ma odpowiedni zakres, np. A DC.

Natężenie prądu mierzy się w amperach i określa chwilowy przepływ ładunku. Energię elektryczną mierzy się w watogodzinach lub kilowatogodzinach, zwykle za pomocą licznika energii.

W połączeniu trójkąt końce i początki uzwojeń są mostkowane parami, np. U1-W2, V1-U2, W1-V2. Do trzech powstałych punktów podłącza się trzy fazy zasilania.

Oznacza, że silnik może pracować przy 400 V w połączeniu trójkąt oraz przy 690 V w połączeniu gwiazda. Dla sieci 3 × 400 V należy więc zastosować połączenie Δ.

Bo jego uzwojenia w trójkącie są przeznaczone na 230 V. Podanie 400 V na uzwojenie spowoduje przeciążenie, przegrzewanie i ryzyko uszkodzenia silnika.

S1 oznacza pracę ciągłą. Silnik może pracować długotrwale przy znamionowym obciążeniu bez konieczności przerw na chłodzenie.

S2 oznacza pracę krótkotrwałą. Silnik może być obciążony tylko przez określony czas, po którym musi nastąpić przerwa na ostygnięcie.

Silnik B ma napięcie 400/690 V Δ/Y, więc może pracować w trójkącie przy 3 × 400 V. Ma też rodzaj pracy S1, czyli nadaje się do obciążenia długotrwałego.

Nie decyduje samodzielnie. Kluczowe są zgodność układu połączeń z napięciem zasilania oraz rodzaj pracy S1 dla obciążenia długotrwałego.

Stopień IP określa odporność obudowy na wnikanie ciał obcych i wody. W tym zadaniu nie przesądza o odpowiedzi, ale w praktyce ma znaczenie przy doborze do warunków środowiskowych.

Dla obciążenia symetrycznego stosuje się wzór P = √3 · U · I · cosφ. Należy użyć napięcia międzyfazowego, prądu przewodowego i współczynnika mocy z tabliczki znamionowej.

Wartość 0,75 kW z tabliczki to najczęściej moc mechaniczna na wale silnika. Watomierz mierzy moc elektryczną pobieraną z sieci, którą trzeba obliczyć z napięcia, prądu i cosφ.

Oznacza, że jeden watomierz mierzy moc jednej fazy, a całkowita moc układu trójfazowego jest trzy razy większa. Zakres watomierza dobiera się więc do wartości PW1, a nie do całej mocy P.

Trzeba sprawdzić napięcie sieci i sposób połączenia uzwojeń. Dla sieci 400 V silnik z oznaczeniem 230/400 V Δ/Y pracuje zwykle w gwieździe i należy przyjąć prąd odpowiadający 400 V, czyli 2,10 A.

Zbyt mały zakres może spowodować przeciążenie przyrządu lub błędny pomiar. Wybiera się najbliższy wyższy zakres od obliczonej wartości.

Cosφ określa, jaka część mocy pozornej jest mocą czynną. Im mniejszy cosφ, tym mniejsza moc czynna przy tym samym napięciu i prądzie.

Jednym watomierzem można mierzyć moc w układzie trójfazowym symetrycznie obciążonym. Przy obciążeniu niesymetrycznym stosuje się zwykle metodę dwóch lub trzech watomierzy.

Może spowodować pojawienie się napięcia na obudowie silnika. Dotknięcie takiej obudowy grozi porażeniem prądem elektrycznym.

Prąd upływu płynie przez uszkodzoną lub osłabioną izolację do obudowy, PE albo ziemi. Prąd stanu jałowego jest normalnym prądem pobieranym przez silnik pracujący bez obciążenia.

Najczęstsze przyczyny to zawilgocenie uzwojeń, zabrudzenie izolacji, starzenie materiałów izolacyjnych, uszkodzenia mechaniczne lub termiczne.

Ten pomiar sprawdza, czy przewód ochronny ma ciągłość i małą rezystancję. Nie ocenia bezpośrednio, czy uzwojenie ma upływ do obudowy.

Wyłącznik RCD porównuje prąd wpływający i wypływający z obwodu. Gdy część prądu odpływa inną drogą, np. przez obudowę lub ziemię, RCD może wyłączyć zasilanie.

Często wykonuje się pomiar rezystancji izolacji między uzwojeniami a obudową oraz między poszczególnymi uzwojeniami. Niska rezystancja izolacji wskazuje na pogorszenie jej stanu.

Rezystancja uzwojeń pozwala ocenić ciągłość i symetrię uzwojeń, np. wykryć przerwę lub zwarcie. Przebicie do obudowy wykrywa się przez ocenę izolacji, m.in. przez pomiar prądu upływu.

Ponieważ część zwojów zostaje zwarta i nie bierze skutecznie udziału w wytwarzaniu pola magnetycznego. Zmniejsza się efektywna liczba zwojów, a indukcyjność silnie od niej zależy.

W zwartych zwojach mogą płynąć duże prądy zwarciowe. Powoduje to miejscowe przegrzewanie, dalsze niszczenie izolacji i ryzyko poważniejszego uszkodzenia.

Nie. Reaktancja indukcyjna zależy od indukcyjności, więc gdy indukcyjność spada, reaktancja również zwykle maleje przy tej samej częstotliwości.

Indukcyjność rośnie wraz z liczbą zwojów, w uproszczeniu proporcjonalnie do kwadratu liczby zwojów. Dlatego utrata skutecznej liczby zwojów silnie obniża indukcyjność.

Typowe objawy to nadmierne nagrzewanie, zwiększony pobór prądu, nierówna praca, spadek momentu oraz zapach przegrzanej izolacji.

Zwarcie międzyzwojowe tworzy dodatkową drogę o małej rezystancji, więc nie jest typowym skutkiem wzrost rezystancji uzwojenia. Kluczową zmianą jest spadek indukcyjności.

Stosuje się m.in. pomiar indukcyjności, porównanie rezystancji faz, testy udarowe uzwojeń, pomiary prądu oraz diagnostykę termiczną.