Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE5 - WRZESIEŃ 2015



PYTANIE NR 34.
Do wykonania pomiarów impedancji pętli zwarciowej metodą spadku napięcia, zgodnie ze schematem przedstawionym na rysunku, wykorzystano impedancję Z = 50 Ω i otrzymano wyniki:
-wyłącznik otwarty, U1 = 230 V
-wyłącznik zamknięty, U2 = 200 V, I = 4,0 A
Impedancja badanej pętli zwarciowej wynosi
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest używany w kontekście egzaminu zawodowego dla technika elektryka,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Po zamknięciu wyłącznika płynie prąd I = 4,0 A, a napięcie spada z U1=230 V do U2=200 V, więc na badanej pętli odkłada się 230−200 = 30 V.
Impedancję pętli liczymy z prawa Ohma: Zp = 30 V / 4,0 A = 7,5 Ω.

Pełne wyjaśnienie:

W metodzie spadku napięcia kluczowe jest porównanie napięcia bez obciążenia i pod obciążeniem oraz poprawna interpretacja, gdzie "znika" różnica napięć.

Dane z zadania:

  • wyłącznik otwarty: napięcie jałowe U1 = 230 V (praktycznie brak prądu w badanym obwodzie),
  • wyłącznik zamknięty: napięcie pod obciążeniem U2 = 200 V oraz prąd I = 4,0 A.

Różnica napięć wynosi:

ΔU = U1 − U2 = 230 V − 200 V = 30 V

Ta różnica oznacza spadek napięcia związany z impedancją badanej pętli w warunkach przepływu prądu. Skoro w stanie zamkniętym płynie prąd 4,0 A, to impedancję wyznaczamy bezpośrednio z prawa Ohma:

Z = ΔU / I = 30 V / 4,0 A = 7,5 Ω

Dlaczego pozostałe wyniki nie pasują?

  • Wartość 3,7 Ω sugerujełaby spadek napięcia ok. 14,8 V przy 4 A, czyli zbyt mały w porównaniu z obserwowanym spadkiem 30 V.
  • Wartość 42,3 Ω dawałaby spadek ok. 169 V przy 4 A, co oznaczałoby napięcie pod obciążeniem ok. 61 V, a nie 200 V.
  • Wartość 57,5 Ω oznaczałaby spadek 230 V przy 4 A (bo 4 A · 57,5 Ω = 230 V), czyli praktycznie "zabranie" całego napięcia – to nie zgadza się z U2=200 V.

Wskazówka egzaminacyjna: w takich zadaniach najpierw policz różnicę napięć (U1−U2), dopiero potem dziel przez prąd. Pomaga to uniknąć odruchowego dzielenia U2 przez I.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest impedancja pętli zwarciowej?
Impedancja pętli zwarciowej to "opór" (uogólniony na AC) całej drogi przepływu prądu zwarciowego: od źródła, przewodami, przez miejsce zwarcia i z powrotem. Im mniejsza impedancja, tym większy prąd zwarcia i większa szansa na szybkie zadziałanie zabezpieczenia.
Jak działa metoda spadku napięcia przy pomiarze pętli zwarcia?
Metoda spadku napięcia polega na porównaniu napięcia bez obciążenia i napięcia podczas przepływu prądu w obwodzie. Różnica tych napięć odpowiada spadkowi na badanej impedancji. Następnie liczy się ją z zależności Z = ΔU / I.
Dlaczego w obliczeniach używa się różnicy U1−U2, a nie samego U2?
U2 to napięcie "pozostałe" przy obciążeniu, a nie sam spadek na badanym fragmencie. Spadek napięcia, który wiąże się z impedancją pętli, to ΔU = U1 − U2. Dopiero to ΔU dzieli się przez zmierzony prąd I.
Jak obliczyć impedancję, gdy znam prąd i spadek napięcia?
Stosujesz prawo Ohma w postaci dla impedancji: Z = U / I. W zadaniach z pętlą zwarciową U to zwykle spadek napięcia (np. U1−U2), a I to prąd płynący po zamknięciu obwodu. Wynik podajesz w omach (Ω).
Jakie błędy są najczęstsze przy zadaniach o pętli zwarciowej?
Najczęściej myli się, które napięcie jest spadkiem (uczniowie biorą U2 zamiast U1−U2), oraz zapomina się o sprawdzeniu sensu fizycznego wyniku. Zdarzają się też pomyłki w prądzie (np. 4,0 A odczytane jako 0,4 A).
Czy impedancja pętli zwarciowej zawsze równa się rezystancji?
Nie zawsze. Rezystancja dotyczy prądu stałego lub części "oporowej", a impedancja w AC uwzględnia także składową reaktancyjną. W zadaniach egzaminacyjnych często upraszcza się problem do obliczeń typu Z=U/I, ale warto pamiętać, że w praktyce wpływ mają też indukcyjność i częstotliwość.
Kiedy w praktyce wykonuje się pomiar impedancji pętli zwarciowej?
Wykonuje się go podczas sprawdzeń instalacji elektrycznych (odbiorczych i okresowych), zwłaszcza gdy trzeba potwierdzić skuteczność samoczynnego wyłączenia zasilania przy zwarciu. W obiektach związanych z gazownictwem jest to istotne, bo urządzenia automatyki i zasilania muszą spełniać wymagania bezpieczeństwa.
Jak interpretować duży wynik impedancji pętli zwarciowej?
Duża impedancja oznacza mniejszy prąd zwarciowy, co może spowodować zbyt wolne lub brak zadziałania zabezpieczenia nadprądowego. W praktyce może to wynikać np. z długich przewodów, złych połączeń, korozji styków lub niewłaściwego przekroju. Wtedy trzeba szukać przyczyny w instalacji.
Czy z samej impedancji pętli da się wyznaczyć prąd zwarciowy?
W przybliżeniu tak: im mniejsza impedancja, tym większy prąd zwarcia. W uproszczeniu używa się zależności typu I ≈ U/Z, gdzie U to napięcie zasilania. W praktyce wynik zależy od warunków sieci i sposobu pomiaru, więc zawsze trzeba interpretować go w kontekście instalacji i zabezpieczeń.
Jak podejść do takich obliczeń na egzaminie, żeby nie pomylić się?
Trzy kroki: 1) wypisz dane, 2) policz spadek napięcia ΔU = U1−U2, 3) policz Z = ΔU/I i sprawdź sens wyniku (czy nie jest większy niż element wzorcowy, czy daje realistyczny spadek). To zmniejsza ryzyko "dzielenia z rozpędu".
info

Około 54% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Materiały:

  • podręcznik z podstaw elektrotechniki (prawo Ohma, obwody szeregowe)
  • materiały szkoleniowe dotyczące pomiarów ochronnych w instalacjach elektrycznych (impedancja pętli zwarcia, interpretacja wyników)
  • instrukcje obsługi mierników do pomiaru impedancji pętli zwarcia (opis metody spadku napięcia i sposobu obliczeń)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego