KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 4.
Ile biegunów ma wirujące pole magnetyczne silnika asynchronicznego, którego schemat jednej fazy uzwojenia stojana przedstawiono na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat jednej fazy uzwojenia stojana silnika asynchronicznego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Liczba biegunów wirującego pola stojana wynika z rozmieszczenia przestrzennego grup cewek w uzwojeniu.
Analizując schemat jednej fazy na rysunku, identyfikuje się liczbę par biegunów i przelicza na liczbę biegunów (2p). Dla przedstawionego układu odpowiada to polu czterobiegunowemu.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku asynchronicznym wirujące pole magnetyczne powstaje w stojanie dzięki zasileniu uzwojeń wielofazowych (najczęściej trójfazowych). Liczba biegunów wirującego pola zależy od tego, jak uzwojenie stojana jest rozłożone w przestrzeni, czyli jak rozmieszczono grupy cewek w żłobkach oraz jaki jest ich wzajemny przesuw.

W zadaniu podano schemat jednej fazy uzwojenia stojana (na rysunku). Taki rysunek zwykle pozwala rozpoznać, ile razy w obwodzie stojana powtarza się układ biegunowy, czyli ile jest par biegunów. Gdy z rysunku wynika jedna para biegunów, pole jest dwubiegunowe; gdy widać układ odpowiadający dwóm parom biegunów, pole jest czterobiegunowe, itd. Innymi słowy: po wyznaczeniu liczby par biegunów p liczba biegunów wynosi 2p.

Odpowiedź "4" oznacza, że uzwojenie wytwarza pole czterobiegunowe (dwie pary biegunów). Jest to bardzo typowy wariant spotykany w praktyce, m.in. dlatego, że daje inną prędkość synchroniczną niż silniki dwubiegunowe, co bywa potrzebne w napędach wentylatorów lub pomp.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "2" byłoby właściwe dla uzwojenia tworzącego jedną parę biegunów. Błąd często wynika z automatycznego przyjęcia, że "standardowy" silnik jest dwubiegunowy, bez analizy rysunku.
  • "6" oznaczałoby trzy pary biegunów. Taki przypadek wymaga innego rozkładu grup cewek; nie zgadza się z układem pokazanym na schemacie.
  • "8" odpowiada czterem parom biegunów, czyli jeszcze gęstszemu "podziałowi biegunowemu" w stojanie. To także wymagałoby innego rozmieszczenia cewek niż widoczne na rysunku.

Wskazówka egzaminacyjna: nie myl liczby biegunów z liczbą faz ani z liczbą wyprowadzeń. W tego typu zadaniach kluczowe jest rozmieszczenie przestrzenne uzwojenia (jak układa się biegunowość wzdłuż obwodu stojana), a nie samo to, że rysunek pokazuje "jedną fazę".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wirujące pole magnetyczne to pole wytwarzane w stojanie przez uzwojenia zasilane prądem przemiennym (najczęściej trójfazowym), które "obraca się" w przestrzeni. To pole indukuje prądy w wirniku i wytwarza moment napędowy. Bez pola wirującego silnik asynchroniczny nie mógłby samodzielnie ruszyć.
Im większa liczba biegunów pola stojana, tym mniejsza prędkość synchroniczna, a w konsekwencji zwykle mniejsza prędkość pracy silnika. Z tego powodu silniki 2-biegunowe są "szybsze", a 4-, 6- czy 8-biegunowe stosuje się, gdy potrzebna jest niższa prędkość bez przekładni.
Trzeba analizować rozmieszczenie grup cewek w żłobkach i to, ile razy wzdłuż obwodu stojana powtarza się układ odpowiadający biegunom N i S. Najpierw identyfikuje się liczbę par biegunów, a potem przelicza na liczbę biegunów (2p). Kluczowa jest analiza przestrzenna, nie sama liczba przewodów.
Rysunek jednej fazy często wystarcza, bo uzwojenia pozostałych faz są zwykle identyczne i tylko przesunięte w przestrzeni. Z rozkładu jednej fazy można odczytać podział biegunowy, czyli informację potrzebną do wyznaczenia liczby biegunów pola. To skraca zadanie, ale wymaga znajomości interpretacji rysunków uzwojeń.
Nie. Liczba par biegunów to wartość "p", a liczba biegunów to "2p". Błąd wynika często z tego, że w praktyce mówi się skrótowo o "p" i "biegunach" zamiennie. Na egzaminie warto sprawdzić, czy odpowiedzi podane są jako 2, 4, 6, 8 (liczba biegunów), czy jako 1, 2, 3, 4 (liczba par).
Najczęstsze pomyłki to: zgadywanie "typowej" wartości (2 lub 4) bez analizy, mylenie biegunów z parametrami z tabliczki znamionowej, oraz liczenie elementów rysunku (żłobków/cewek) bez przełożenia na układ N–S. Pomaga schematyczne zaznaczenie, gdzie wypadają bieguny wzdłuż obwodu stojana.
Silnik 4-biegunowy wybiera się, gdy potrzebna jest niższa prędkość przy zasilaniu z tej samej sieci, np. w wentylatorach, pompach i napędach ogólnego przeznaczenia. Dzięki temu można ograniczyć hałas, zużycie mechaniczne lub dopasować charakterystykę do układu bez stosowania przekładni.
W wielu konstrukcjach standardowych liczba biegunów jest stała i wynika z uzwojenia stojana. Zmiana jest możliwa tylko w silnikach o specjalnym uzwojeniu (wielobiegowych) lub po przewinięciu stojana na inną liczbę biegunów. Wymaga to jednak projektu uzwojenia i weryfikacji prądów, momentu oraz warunków chłodzenia.
Różnica dotyczy tego, jak często powtarza się "układ biegunowy" wzdłuż obwodu stojana. Dla 2 biegunów mamy jedną parę N–S na obwodzie, a dla 4 biegunów dwie pary N–S. Na rysunkach uzwojeń widać to jako inny rozkład grup cewek i inny "podział" obwodu stojana na sekcje.
Ćwicz czytanie rysunków uzwojeń: oznaczaj na kartce obwód stojana, grupy cewek i ich zwrot, a potem próbuj wyznaczać pary biegunów. Pomaga też powtarzanie pojęć: biegun, para biegunów, uzwojenie rozłożone, skok cewki. Warto rozwiązać kilka zadań z różną liczbą biegunów (2/4/6/8).
info

Statystycznie 59% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dla przedstawionego układu odpowiada to polu czterobiegunowemu.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Silnik asynchroniczny" – opis zasady działania i zależności od liczby biegunów, https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_asynchroniczny (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (PL): "Pole magnetyczne wirujące" – idea pola wirującego w maszynach elektrycznych, https://pl.wikipedia.org/wiki/Pole_magnetyczne_wiruj%C4%85ce (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (EN): "Induction motor" – podstawy budowy i wpływ liczby biegunów, https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty szkolne z działu "Maszyny elektryczne" (silniki asynchroniczne, uzwojenia stojana)
  • Materiały producentów silników: katalogi i noty aplikacyjne wyjaśniające zależność liczby biegunów i prędkości
  • Karty pracy/ćwiczenia z czytania rysunków uzwojeń (żłobki, grupy cewek, skok cewki)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego