KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 26.
Każda faza trójfazowego odbiornika symetrycznego połączonego w gwiazdę składa się z szeregowo połączonych elementów: R = 60 Ω oraz XC = 80 Ω. Odbiornik zasilany jest z sieci trójfazowej 400 V/230 V, f = 50 Hz. Oblicz prądy przewodowe.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla jednej fazy impedancja ma moduł |Z|=√(R²+XC²)=√(60²+80²)=100 Ω. W połączeniu w gwiazdę napięcie fazowe wynosi 230 V, więc prąd fazowy If=Uf/|Z|=230/100=2,3 A. Dla odbiornika symetrycznego w gwiazdę prąd przewodowy IL=If, więc I=2,3 A.

Pełne wyjaśnienie:

W każdej fazie odbiornika mamy połączenie szeregowe rezystancji R oraz reaktancji pojemnościowej XC. W obwodach prądu przemiennego taki układ opisuje się impedancją fazową Z, której moduł (wartość skuteczna "oporu" dla prądu) wynosi:

|Z|=√(R²+X²)

Podstawiając dane: R=60 Ω oraz XC=80 Ω otrzymujemy:

|Z|=√(60²+80²)=√(3600+6400)=√10000=100 Ω.

Następnie trzeba poprawnie dobrać napięcie. Sieć 400 V/230 V oznacza, że:

  • 400 V to napięcie przewodowe (międzyfazowe),
  • 230 V to napięcie fazowe (między fazą a przewodem neutralnym).

Odbiornik jest połączony w gwiazdę, więc każda faza jest zasilana napięciem fazowym 230 V. Prąd fazowy wynosi więc:

If=Uf/|Z|=230 V / 100 Ω = 2,3 A.

W połączeniu gwiazda dla odbiornika symetrycznego prąd przewodowy jest równy prądowi fazowemu, czyli IL=If. Stąd prądy przewodowe wynoszą 2,3 A.

Dlaczego pozostałe wyniki są błędne? Wartości większe (np. 3,83 A lub 4,0 A) zwykle wynikają z użycia 400 V zamiast 230 V albo z błędnego potraktowania impedancji (np. przyjęcia zbyt małego |Z|). Z kolei 1,64 A może wynikać z pomylenia zależności gwiazda/trójkąt lub z niepoprawnych przekształceń przy wyznaczaniu impedancji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Impedancję fazy liczysz z modułu: |Z|=√(R²+X²), gdzie X to wartość reaktancji (tu: pojemnościowej XC). Nie dodawaj R i X algebraicznie. W zadaniach egzaminacyjnych zwykle wystarczy moduł, aby policzyć prąd skuteczny.
W sieci 400/230 V napięcie 400 V jest międzyfazowe (przewodowe), a 230 V jest fazowe (faza–N). W połączeniu gwiazda każda faza odbiornika jest zasilana napięciem fazowym, więc do obliczeń prądu fazy przyjmujesz 230 V.
Oznacza dwa poziomy napięć skutecznych: 400 V między dowolnymi dwiema fazami oraz 230 V między fazą a przewodem neutralnym. To kluczowe przy doborze wzorów dla połączeń gwiazda i trójkąt oraz przy obliczaniu prądów.
Dla odbiornika symetrycznego połączonego w gwiazdę zachodzi IL=If, czyli prąd przewodowy jest równy prądowi fazowemu. To częsty punkt, w którym zdający mylą gwiazdę z trójkątem.
Tak. XC zwiększa moduł impedancji |Z| (razem z R), a prąd skuteczny wynosi I=U/|Z|. Im większe |Z|, tym mniejszy prąd. W obwodach AC nie wolno liczyć prądu tylko z samej rezystancji, jeśli występuje reaktancja.
Ponieważ w fazie jest element bierny (pojemnościowy) o reaktancji XC. Prąd zależy od całej impedancji, nie tylko od R. Wzór I=U/R dotyczy wyłącznie czysto rezystancyjnych obciążeń w AC i DC.
Jeśli w zadaniu jest "połączenie w gwiazdę" i podano sieć 400/230 V, to do prądu fazy używa się 230 V. Gdy ktoś wstawi 400 V, otrzyma prąd wyraźnie zawyżony (około √3 razy większy), co często pasuje do błędnych odpowiedzi.
Najczęściej: mylenie napięć (Uf z UL), mylenie zależności prądów (IL=If vs IL=√3·If), oraz liczenie impedancji przez R+X zamiast √(R²+X²). Warto ćwiczyć na kilku przykładach.
Zależy od danych. Jeśli XC jest już podane liczbowo w omach, częstotliwość nie jest potrzebna do wyznaczenia prądu. f=50 Hz byłaby potrzebna, gdyby trzeba było policzyć XC z pojemności C (np. XC=1/(2πfC)).
Zrób szybki "test rzędu wielkości": jeśli |Z|≈100 Ω i napięcie fazowe to 230 V, to prąd powinien być około 2–3 A. Wynik rzędu 4 A sugeruje użycie 400 V lub zbyt małej impedancji, a około 1,6 A może oznaczać niepoprawne przeliczenia.
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Dla jednej fazy impedancja ma moduł |Z|=√(R²+XC²)=√(60²+80²)=100 Ω."

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: obwody prądu przemiennego (R, X, impedancja)
  • Materiały dydaktyczne o układach trójfazowych (gwiazda/trójkąt, zależności napięć i prądów)
  • Zestawy zadań rachunkowych z elektrotechniki: obliczanie prądów w układach 3-fazowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego