KWALIFIKACJA ELE5 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 13.
Jaka powinna być wartość prądu znamionowego bezpiecznika aparatowego zainstalowanego w obwodzie uzwojenia pierwotnego transformatora jednofazowego o parametrach: U1N = 230 V, U2N = 13 V, pracującego w ładowarce do akumulatorów, jeśli przewidywany prąd obciążenia ładowania akumulatorów wynosi 15 A?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z przybliżenia P1 ≈ P2, więc U1·I1 ≈ U2·I2. Stąd I1 = 15 A · (13 V / 230 V) ≈ 0,85 A. Bezpiecznik aparatowy dobiera się na najbliższą wartość standardową w górę, czyli 1 A. Większe (6–16 A) nie zapewnią ochrony.

Pełne wyjaśnienie:

W transformatorze jednofazowym (pomijając straty) moc po stronie pierwotnej i wtórnej jest w przybliżeniu równa: P1 ≈ P2. To prowadzi do praktycznej zależności:

U1 · I1 ≈ U2 · I2

Z treści zadania znamy napięcia znamionowe U1N = 230 V i U2N = 13 V oraz przewidywany prąd obciążenia po stronie wtórnej (ładowania akumulatorów) I2 = 15 A. Obliczamy więc prąd po stronie pierwotnej:

I1 = I2 · (U2/U1) = 15 A · (13/230) ≈ 0,848 A

Następnie dobieramy prąd znamionowy bezpiecznika aparatowego. W praktyce nie wybiera się wartości "dokładnie 0,848 A", tylko najbliższą wartość z typowego szeregu, zwykle w górę, aby zabezpieczenie nie zadziałało przy normalnej pracy i krótkotrwałych prądach rozruchowych. Najbliższą wartością standardową wyższą od 0,85 A jest 1 A, co daje niewielki zapas (ok. 1,18×).

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • 6 A, 10 A i 16 A są wielokrotnie większe niż prąd roboczy po stronie pierwotnej. Taki bezpiecznik mógłby nie zadziałać przy przeciążeniu transformatora, więc nie spełniałby funkcji ochronnej.
  • Typowy błąd polega na przeniesieniu prądu 15 A (strona wtórna) na stronę pierwotną. W transformatorze obniżającym napięcie prąd po stronie wtórnej jest większy, a po stronie pierwotnej odpowiednio mniejszy.

Na egzaminie warto zapamiętać regułę: dla transformatora obniżającego napięcie (U2 < U1) prąd wtórny jest większy od pierwotnego, a dobór bezpiecznika wykonuje się do prądu po stronie, na której jest zainstalowany (tu: uzwojenie pierwotne).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najczęściej stosuje się przybliżenie P1 ≈ P2, czyli U1·I1 ≈ U2·I2. Z tego wynika wzór: I1 = I2·(U2/U1). To szybka metoda egzaminacyjna, gdy nie podano sprawności ani strat.
Gdy transformator obniża napięcie (np. z 230 V do 13 V), to przy podobnej mocy musi wzrosnąć prąd po stronie niższego napięcia. Wynika to z zależności P ≈ U·I: mniejsze U oznacza większe I dla tej samej mocy.
To wartość prądu, dla której bezpiecznik może pracować w typowych warunkach bez zadziałania. Nie jest to "próg natychmiastowego przepalenia", tylko parametr odniesienia do doboru ochrony. W praktyce dobiera się go do prądu roboczego chronionego obwodu.
Dobiera się wartość z typowego szeregu (np. 0,5 A, 1 A, 2 A…). Najczęściej wybiera się najbliższą wyższą wartość, aby uniknąć niepotrzebnych zadziałań przy normalnej pracy. Dla 0,85 A będzie to 1 A.
Nie, jeśli bezpiecznik jest w obwodzie pierwotnym transformatora. Prąd 15 A dotyczy strony wtórnej (13 V), a prąd pierwotny jest dużo mniejszy. Zbyt duży bezpiecznik nie ochroni transformatora przed przeciążeniem ani zwarciem.
Najczęstsze pomyłki to: mylenie strony pierwotnej z wtórną, odwrócenie ilorazu (U1/U2 zamiast U2/U1), nieuwzględnienie, że bezpiecznik dobiera się do miejsca montażu, oraz wybieranie "na oko" zbyt dużej wartości, która nie spełnia funkcji ochronnej.
Uproszczenie stosuje się, gdy w treści zadania nie podano sprawności i strat, a pytanie dotyczy podstawowego przeliczenia prądów/napięć. W praktyce transformator ma straty, ale w zadaniach szkolnych często przyjmuje się równość mocy dla prostych obliczeń.
Bo bezpieczniki mają znormalizowane wartości i pewną tolerancję działania. Dodatkowo urządzenia (np. transformatory) mogą mieć krótkotrwałe prądy większe od roboczych. Dobór minimalnie wyższej wartości ogranicza ryzyko niepotrzebnego zadziałania w normalnej pracy.
Tak, bo napięcia stron transformatora wyznaczają stosunek prądów. Właśnie dlatego liczy się prąd pierwotny jako I1 = I2·(U2/U1). Im niższe U2 przy danej mocy, tym większy prąd wtórny i mniejszy pierwotny.
Można porównać poziomy napięć: 230 V jest ~18 razy większe niż 13 V, więc prąd pierwotny powinien być ~18 razy mniejszy niż wtórny. Skoro wtórny to 15 A, to pierwotny rzędu poniżej 1 A jest logiczny. Wynik ~0,85 A pasuje do tej intuicji.
info

Około 43% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Korzystamy z przybliżenia P1 ≈ P2, więc U1·I1 ≈ U2·I2."

Źródła:

  • Wikipedia: "Transformer" – zależność mocy i napięć/prądów w transformatorze, https://en.wikipedia.org/wiki/Transformer (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (PL): "Transformator" – podstawowe informacje i zależności U·I w ujęciu uproszczonym, https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: "Fuse (electrical)" – ogólne zasady działania i doboru bezpieczników jako zabezpieczeń nadprądowych, https://en.wikipedia.org/wiki/Fuse_(electrical) (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw elektrotechniki (dział: transformatory jednofazowe, bilans mocy)
  • Zadania rachunkowe z przeliczania wielkości w transformatorze (U, I, P)
  • Karty katalogowe bezpieczników oraz omówienie szeregu wartości znamionowych i doboru zabezpieczeń

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego