KWALIFIKACJA ELE5 - WRZESIEŃ 2014 (test 2)

PYTANIE NR 36.
Jaki zakres pomiarowy powinien mieć amperomierz do pomiaru natężenia prądu w instalacji zasilanej napięciem 230/400 V o częstotliwości 50 Hz, obciążonej jednofazowym silnikiem elektrycznym o parametrach: P = 0,55 kW, n = 70%, cosφ = 0,96?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Oblicz prąd znamionowy:
I = P/(U·η·cosφ).
P = 0,55 kW = 550 W, U = 230 V, η = 0,70, cosφ = 0,96.
I ≈ 550/(230·0,70·0,96) ≈ 3,56 A.
Zakres amperomierza dobiera się powyżej wartości obliczonej, więc minimalnie właściwy jest 4 A.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku jednofazowym zasilanym z sieci 230/400 V do obliczeń prądu roboczego przyjmujemy napięcie fazowe 230 V, ponieważ odbiornik jest jednofazowy. Podana moc znamionowa P = 0,55 kW oznacza typowo moc mechaniczną na wale, a nie moc pobieraną z sieci. Dlatego trzeba uwzględnić sprawność η oraz współczynnik mocy cosφ.

Stosujemy zależność:

I = P / (U · η · cosφ)

Podstawienie danych:

  • P = 0,55 kW = 550 W
  • U = 230 V
  • η = 0,70
  • cosφ = 0,96

Obliczenie:

I ≈ 550 / (230 · 0,70 · 0,96) = 550 / 154,56 ≈ 3,56 A.

Amperomierz dobiera się tak, aby wskazanie podczas pracy znamionowej nie było na granicy skali. W praktyce przyjmuje się dobór najbliższego wyższego zakresu (z zapasem bezpieczeństwa), dlatego dla 3,56 A właściwy jest zakres 4 A.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • "3A" – zakres jest mniejszy niż prąd obliczony, więc pomiar byłby poza skalą lub powodowałby istotny błąd/ryzyko przeciążenia miernika.
  • "2A" oraz "1A" – tym bardziej są zbyt małe; takie wartości mogłyby wyjść tylko po błędnym założeniu (np. pominięcie sprawności, pominięcie cosφ albo niewłaściwe podstawienie napięcia).

Wskazówka egzaminacyjna: w tego typu zadaniach najczęstsze pomyłki to użycie 400 V zamiast 230 V oraz liczenie prądu z P/(U·cosφ) bez η. Po obliczeniu zawsze dobieraj zakres przyrządu "w górę".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj zależności: I = P/(U·η·cosφ), gdzie P to moc mechaniczna (na wale) w watach, U to 230 V dla zasilania jednofazowego, η to sprawność, a cosφ to współczynnik mocy. Najpierw zamień kW na W, potem podstaw dane i policz I.
Silnik jest jednofazowy, więc jest zasilany napięciem fazowym 230 V. Napięcie 400 V dotyczy odbiorów trójfazowych (międzyfazowo). Użycie 400 V w zadaniu o silniku jednofazowym zaniżyłoby prąd i prowadziło do złego doboru amperomierza.
Sprawność η mówi, jaka część mocy elektrycznej zamienia się w użyteczną moc mechaniczną. Jeśli P jest mocą na wale, to moc pobierana jest większa: Pel = P/η. Mniejsza sprawność oznacza większy pobór mocy z sieci i większy prąd.
cosφ to współczynnik mocy, który informuje, jaka część mocy pozornej zamienia się w moc czynną. Dla silników cosφ zwykle jest < 1, więc pominięcie go daje zaniżony prąd. W zadaniach egzaminacyjnych cosφ trzeba uwzględnić w mianowniku wzoru na I.
Zakres dobiera się tak, by mierzona wartość nie była na granicy skali. Przy 3,56 A wybiera się najbliższy wyższy standardowy zakres, czyli 4 A. Zakres 3 A jest za mały (prąd przekracza skalę), a większe zakresy zmniejszają rozdzielczość pomiaru.
W praktyce silniki podczas rozruchu pobierają wielokrotność prądu znamionowego, ale w typowych zadaniach tego typu chodzi o prąd w stanie ustalonym (znamionowy). Jeśli pytanie nie wspomina o rozruchu, dobiera się zakres do prądu obliczonego z danych P, η i cosφ.
Najczęściej: pominięcie sprawności (liczenie jakby P była mocą pobieraną), pominięcie cosφ oraz podstawienie 400 V zamiast 230 V. Każdy z tych skrótów obliczeniowych daje mniejszy prąd i może "podpowiadać" zbyt mały zakres miernika.
To proste przeliczenie jednostek: 1 kW = 1000 W. Zatem 0,55 kW = 0,55·1000 W = 550 W. Dopiero tę wartość podstawia się do wzoru na prąd, aby zachować spójność jednostek w obliczeniach.
Nie, bo 3,56 A przekracza 3 A, więc amperomierz nie obejmuje całej wartości prądu. Dobór "na styk" jest błędem metrologicznym i praktycznym. W zadaniach egzaminacyjnych wybiera się zakres co najmniej równy i zwykle wyższy od wartości obliczonej.
W zadaniach o silnikach moc znamionowa P jest standardowo podawana jako moc mechaniczna (wyjściowa). Wskazówką jest też obecność sprawności η w danych: gdy η jest podane, oczekuje się jego użycia do przeliczenia na moc pobieraną, a potem do obliczenia prądu.
info

Statystycznie 49% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: moc w obwodach prądu przemiennego (P, S, Q, cosφ) oraz sprawność
  • Materiały dydaktyczne o silnikach jednofazowych: prąd znamionowy, prąd rozruchowy, dobór zabezpieczeń i aparatury
  • Instrukcje producentów mierników: zasady doboru zakresu i wpływ klasy dokładności na błąd wskazań

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego