KWALIFIKACJA ELE2 - WRZESIEŃ 2014 (test 2)

PYTANIE NR 34.
Do pomiaru napięć stałych należy użyć miernika elektrycznego o ustroju, którego symbol graficzny przedstawiono na rysunku
Ilustracja przedstawia cztery symbole graficzne, które są związane z elektryką i mogą być używane w kontekście egzaminu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Do pomiaru napięć stałych stosuje się woltomierze z ustrojem magnetoelektrycznym (cewka ruchoma w polu magnesu trwałego), bo zapewniają liniową podziałkę i wysoką czułość dla DC.
Symbol tego ustroju to "podkowa" magnesu z zaznaczoną cewką, czyli wariant pokazany jako D.

Pełne wyjaśnienie:

W pomiarach napięcia stałego (DC) kluczowe jest dobranie takiego ustroju miernika, który reaguje poprawnie na prąd/napięcie o stałym zwrocie. Najbardziej typowym rozwiązaniem w analogowych przyrządach wskazówkowych jest ustrój magnetoelektryczny (ruchoma cewka w polu magnesu trwałego). W tym ustroju moment elektromagnetyczny jest proporcjonalny do prądu płynącego przez cewkę, dlatego wskazówka wychyla się w sposób stabilny i daje liniową podziałkę oraz dużą czułość. Z tego powodu takie ustroje są stosowane m.in. w woltomierzach DC (z opornikiem szeregowym), amperomierzach DC i omomierzach.

Poprawna jest odpowiedź "D", ponieważ przedstawia znormalizowany symbol ustroju magnetoelektrycznego: kształt "podkowy" (magnes trwały) oraz element obrazujący cewkę. Taki miernik bez dodatkowego prostownika jest przeznaczony do wielkości stałych. Dopiero zastosowanie prostownika umożliwia pomiar AC poprzez zamianę przebiegu przemiennego na składową jednokierunkową.

Pozostałe odpowiedzi są błędne, bo dotyczą innych zasad działania:

  • Ustrój elektrodynamiczny jest wykorzystywany głównie w przyrządach do pomiarów mocy i w przyrządach laboratoryjnych (może pracować dla AC/DC, ale to nie jest typowy wybór "do napięć stałych" w podstawowej klasyfikacji ustrojów do woltomierzy).
  • Ustrój cieplny (termiczny) opiera się na efekcie cieplnym prądu i jest używany m.in. dla wyższych częstotliwości AC; nie jest podstawowym ustrojem do standardowego pomiaru DC napięcia w praktyce eksploatacyjnej.
  • Ustrój elektromagnetyczny (ruchome żelazo) jest powszechny w przyrządach do AC (i bywa stosowany także dla DC), ale ma zwykle gorszą czułość i nieliniową skalę w porównaniu z magnetoelektrycznym; w zadaniach egzaminacyjnych jako właściwy do DC wskazuje się właśnie magnetoelektryczny.

W praktyce (również w obiektach z instalacjami gazowymi) pomiar napięć stałych dotyczy np. zasilania układów sterowania i zabezpieczeń. Warto zapamiętać: "podkowa" = magnes trwały = ustrój magnetoelektryczny = najlepszy wybór dla DC.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ustrój magnetoelektryczny to mechanizm wskazówkowy, w którym ruchoma cewka znajduje się w polu magnesu trwałego. Prąd powoduje moment skręcający, a sprężyny zwrotne ustalają wychylenie. Daje wysoką czułość i zwykle liniową skalę, szczególnie dla pomiarów DC.
W ustroju z magnesem trwałym zwrot momentu zależy od kierunku prądu w cewce. Przy AC kierunek szybko się zmienia, więc średni moment bez prostowania dąży do zera i wskazanie zanika lub jest niestabilne. Dla DC kierunek jest stały, więc wskazanie jest jednoznaczne i stabilne.
Najczęściej jest to kształt "podkowy" (magnes trwały) oraz element symbolizujący cewkę pomiarową. Na schematach i w zadaniach egzaminacyjnych taki znak oznacza przyrząd z ustrojem magnetoelektrycznym, typowym dla woltomierzy i amperomierzy DC.
Galwanometr to zwykle zastosowanie ustroju magnetoelektrycznego do wykrywania lub pomiaru bardzo małych prądów. Zasada działania (cewka ruchoma w polu magnesu trwałego) jest ta sama, ale galwanometr jest "czułą wersją" używaną w innych zadaniach pomiarowych.
Może mierzyć napięcie lub prąd przemienny, jeśli w przyrządzie zastosowano prostownik, który zamienia sygnał AC na składową jednokierunkową odpowiednią dla ustroju DC. Wtedy skala bywa wyskalowana w wartościach skutecznych dla sinusa, ale zasada wskazania opiera się na prostowaniu.
W praktyce spotyka się pomiary zasilania układów automatyki i zabezpieczeń, np. obwodów sterowania, modułów nadzoru, czujników czy elementów wykonawczych. Wiele takich obwodów pracuje na napięciach stałych (np. z zasilaczy), dlatego przydatny jest woltomierz przeznaczony do DC.
Ustrój elektromagnetyczny (ruchome żelazo) jest często kojarzony z pomiarami AC i ma zwykle mniejszą czułość oraz bardziej nieliniową skalę niż magnetoelektryczny. W pytaniach o dobór ustroju do napięć stałych jako właściwy, najbardziej jednoznaczny wybór wskazuje się magnetoelektryczny.
Ustrój elektrodynamiczny wykorzystuje oddziaływanie pól dwóch cewek (ruchomej i nieruchomej). Jest spotykany m.in. w przyrządach do pomiaru mocy oraz w zastosowaniach laboratoryjnych. Może pracować dla AC i DC, ale nie jest podstawowym "klasycznym" ustrojem wybieranym do prostego pomiaru napięcia stałego.
Najczęstsze pomyłki to: mylenie "podkowy" z innymi znakami, automatyczne przypisywanie symbolu do AC bez analizy, oraz utożsamianie nazwy "galwanometr" z inną konstrukcją niż magnetoelektryczna. Pomaga nauka skojarzeń: magnes trwały ("podkowa") → ustrój magnetoelektryczny → DC.
Najpierw odczytaj, czy pytanie dotyczy DC czy AC. Następnie szukaj symbolu kojarzonego z magnesem trwałym (kształt "podkowy"), bo to typowy znak ustroju magnetoelektrycznego. Jeśli widzisz "podkowę", zwykle oznacza to przyrząd przeznaczony do pomiarów stałych.
info

Statystycznie 44% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • PN-EN 60617 (IEC 60617), Symbole graficzne stosowane w schematach elektrycznych – symbole przyrządów i ustrojów pomiarowych (odniesienie: symbol ustroju magnetoelektrycznego / ruchomej cewki w polu magnesu trwałego).
  • IEC 60051 (seria), Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories – część ogólna i definicje ustrojów analogowych (zakres: przyrządy wskazówkowe, zastosowania ustroju magnetoelektrycznego dla DC).

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z miernictwa elektrycznego (rozdział: ustroje mierników analogowych)
  • Karty katalogowe i instrukcje obsługi mierników analogowych (opis ustroju i zakresów DC/AC)
  • Baza/wykaz symboli graficznych (norma symboli graficznych dla schematów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego