KWALIFIKACJA ELE5 - WRZESIEŃ 2014

PYTANIE NR 12.
Jaki wyłącznik nadprądowy należy zastosować do zabezpieczenia kuchenki elektrycznej z trzema jednofazowymi grzałkami o łącznej mocy 8,4 kW, zasilanymi z faz L1, L2, L3 w sieci trójfazowej o napięciu 230/400 V?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Łączna moc 8,4 kW jest rozdzielona na 3 fazy, więc na jedną fazę przypada 2,8 kW. Dla 230 V prąd fazowy wynosi I=2800/230≈12,2 A. Z typoszeregu dobiera się najbliższy wyższy prąd znamionowy, czyli 16 A. Dla grzałek (odbiornik rezystancyjny) właściwa jest charakterystyka B, stąd B16.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano kuchenkę z trzema jednofazowymi grzałkami, zasilanymi z L1, L2, L3 w sieci 230/400 V. To oznacza, że każda grzałka pracuje jako odbiornik jednofazowy podłączony do napięcia 230 V (fazowe względem N), a moc całkowita 8,4 kW jest sumą mocy trzech faz.

Krok 1: podział mocy na fazy
Skoro obciążenie jest równomierne, to:
Pfaz = 8400 W / 3 = 2800 W.

Krok 2: obliczenie prądu fazowego
Dla grzałki (odbiornik rezystancyjny) przyjmuje się cosφ≈1, więc wystarczy zależność I=P/U:
Ifaz = 2800 W / 230 V ≈ 12,17 A.

Krok 3: dobór wyłącznika nadprądowego
Wyłącznik dobiera się tak, aby prąd znamionowy In był nie mniejszy niż prąd obliczeniowy obwodu. Z typowego typoszeregu (m.in. 6 A, 10 A, 16 A, 20 A) najbliższą wartością większą od ok. 12,2 A jest 16 A, więc odpadają B10 i C10.

Krok 4: wybór charakterystyki
Grzałki mają charakter rezystancyjny i nie generują dużych prądów rozruchowych, dlatego standardowo wybiera się charakterystykę B (szybszą) zamiast C (bardziej "tępej" na krótkotrwałe przeciążenia, typowej np. dla silników). To eliminuje C6 i C10.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • B10 – 10 A jest mniejsze niż prąd obliczeniowy ok. 12,2 A, więc grozi niepożądanym wyzwalaniem przy normalnej pracy.
  • C10 – mimo "odporniejszej" charakterystyki nadal ma zbyt mały prąd znamionowy 10 A; problemem jest wartość In, nie tylko typ B/C.
  • C6 – 6 A jest zdecydowanie za mało dla prądu ok. 12,2 A, więc wyłącznik będzie wyłączał obwód niemal zawsze po obciążeniu.

Wniosek: poprawny dobór to B16 (w praktyce zwykle jako wyłącznik 3‑polowy, odłączający wszystkie fazy jednocześnie).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najpierw podziel moc całkowitą przez 3, jeśli obciążenie jest równomierne na L1, L2, L3. Potem licz prąd z I=P/U dla napięcia fazowego 230 V. Przykład: 8400 W/3=2800 W, a 2800/230≈12,2 A na fazę.
Bo 8,4 kW nie płynie przez jedną fazę, tylko jest sumą trzech jednofazowych grzałek na L1, L2, L3. Dzielenie całej mocy przez 230 V zawyża wynik do ok. 36,5 A i prowadzi do doboru zbyt dużego zabezpieczenia, które może nie chronić przewodów.
Zapis 230/400 V oznacza, że napięcie fazowe (L-N) wynosi 230 V, a międzyfazowe (L-L) 400 V. Jeśli grzałki są jednofazowe i rozłożone na L1, L2, L3, to każda zwykle pracuje na 230 V względem przewodu neutralnego.
Charakterystyka B zadziała szybciej przy prądach 3–5×In i jest typowa dla obciążeń rezystancyjnych (grzałki), gdzie nie ma dużego prądu rozruchowego. Charakterystyka C (5–10×In) stosuje się częściej przy odbiornikach o większym prądzie chwilowym, np. silnikach.
W praktyce stosuje się wyłącznik wielobiegunowy (zwykle 3‑polowy, a czasem 3P+N), aby przy zwarciu lub przeciążeniu w jednej fazie odłączyć zasilanie całego urządzenia. To zwiększa bezpieczeństwo i ułatwia serwis, bo nie zostaje "połowa" kuchenki pod napięciem.
Dobiera się wyłącznik o prądzie znamionowym nie mniejszym od prądu obliczeniowego. Ponieważ 12,2 A nie jest wartością typową, wybiera się najbliższą wyższą z typoszeregu, czyli 16 A. Wartości 10 A lub 6 A byłyby zbyt małe i powodowałyby wyzwalanie.
Nie, bo o poprawności decyduje przede wszystkim In (10 A). Charakterystyka C zmienia zachowanie przy krótkotrwałych prądach (np. rozruch), ale nie podnosi dopuszczalnego prądu pracy ciągłej. Dla obliczonego ok. 12,2 A C10 nadal jest za małe.
Najczęstsze błędy to: nieuwzględnienie podziału mocy na fazy, podstawienie złego napięcia (400 V zamiast 230 V dla grzałki jednofazowej) oraz wybór charakterystyki C "z automatu". Warto zawsze zapisać: ile mocy przypada na fazę i jakie jest napięcie tej fazy.
Inną charakterystykę rozważa się, gdy urządzenie ma elementy powodujące wyższe prądy chwilowe (np. napędy, wentylatory, transformatory) lub gdy producent zaleca konkretny typ zabezpieczenia. Dla samych grzałek rezystancyjnych standardowo wystarcza B, bo nie ma typowego "rozruchu".
Trzeba porównać prąd obliczeniowy i zabezpieczenie z obciążalnością przewodu: w praktyce stosuje się zasadę, by In nie przekraczał dopuszczalnego prądu długotrwałego przewodu w danych warunkach. Sama poprawna wartość 16 A dla odbiornika nie zwalnia z weryfikacji przekroju i sposobu ułożenia przewodów.
info

Statystycznie 48% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Łączna moc 8,4 kW jest rozdzielona na 3 fazy, więc na jedną fazę przypada 2,8 kW."

Źródła:

  • Wikipedia: Three-phase electric power (opis podziału mocy w układach trójfazowych), https://en.wikipedia.org/wiki/Three-phase_electric_power - accessed 2026-02-18
  • Wikipedia: Electric power (zależności P, U, I), https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_power - accessed 2026-02-18
  • Wikipedia: Miniature circuit breaker (informacje o charakterystykach wyłączników nadprądowych), https://en.wikipedia.org/wiki/Miniature_circuit_breaker - accessed 2026-02-18

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw elektrotechniki (moc, prąd, napięcie; obwody 1- i 3-fazowe)
  • Materiały dydaktyczne z doboru zabezpieczeń nadprądowych (B/C) i typoszeregów
  • Karty katalogowe wyłączników nadprądowych (wykresy charakterystyk B i C)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego