KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2024

PYTANIE NR 32.
Która z wymienionych przyczyn mogła spowodować stan, w którym po załączeniu napięcia o wartości znamionowej do uzwojenia pierwotnego transformatora jednofazowego małej mocy o rozwartym uzwojeniu wtórnym, na jego wyjściu nie pojawiło się napięcie, a transformator pobiera prąd o wartości około 10% wartości prądu znamionowego?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy rozwarciu wtórnego transformator pracuje na biegu jałowym i pobiera niewielki prąd magnesujący (rzędu kilku–kilkunastu % In). Brak napięcia na wyjściu przy takim prądzie wskazuje, że napięcie indukuje się, ale nie jest dostępne na zaciskach – typowo z powodu przerwy w uzwojeniu wtórnym.

Pełne wyjaśnienie:

W stanie, gdy do uzwojenia pierwotnego podaje się napięcie znamionowe, a uzwojenie wtórne jest rozwarte (brak obciążenia), transformator pracuje w biegu jałowym. Wtedy po stronie pierwotnej płynie głównie prąd magnesujący potrzebny do wytworzenia strumienia w rdzeniu oraz pokrycia strat w rdzeniu. Taki prąd jest zwykle wyraźnie mniejszy od prądu znamionowego, często rzędu kilku–kilkunastu procent, więc wartość "około 10% prądu znamionowego" jest spójna z biegiem jałowym.

Jeżeli jednak na wyjściu (na zaciskach uzwojenia wtórnego) nie pojawia się napięcie, to trzeba wyjaśnić, dlaczego napięcie indukowane nie jest dostępne na zaciskach. Najbardziej pasuje do tego przerwa w uzwojeniu wtórnym: transformator nadal może pobierać prąd biegu jałowego po stronie pierwotnej, ale obwód wtórny jest przerwany wewnątrz uzwojenia, więc na zaciskach wyjściowych nie ma ciągłej drogi do "wyprowadzenia" napięcia.

  • Odpowiedź "Zwarcie w uzwojeniu wtórnym." nie pasuje, bo zwarcie wtórnego (nawet częściowe) zwykle powoduje wzrost poboru prądu po stronie pierwotnej (silne obciążenie transformatora), a nie typowe 10% In.
  • Odpowiedź "Zwarcie w uzwojeniu pierwotnym." również nie pasuje: zwarcie pierwotnego prowadziłoby do bardzo dużego prądu (ograniczanego jedynie rezystancją uzwojenia i impedancją sieci) oraz szybkiego nagrzewania/zadziałania zabezpieczeń.
  • Odpowiedź "Przerwa w uzwojeniu pierwotnym." nie pasuje do informacji o pobieraniu prądu: przy przerwie w pierwotnym prąd byłby bliski zeru, bo obwód zasilania uzwojenia jest otwarty.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze łącz informację o napięciu na zaciskach z informacją o poborze prądu. Para "brak napięcia + niewielki prąd" najczęściej sugeruje przerwę w obwodzie wyjściowym, a nie zwarcie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Bieg jałowy to stan, gdy uzwojenie wtórne jest nieobciążone (obwód wtórny otwarty). Transformator nadal pobiera z sieci prąd potrzebny do namagnesowania rdzenia i pokrycia strat w rdzeniu, ale nie oddaje mocy do obciążenia.
Ponieważ do wytworzenia strumienia magnetycznego w rdzeniu potrzebny jest prąd magnesujący w uzwojeniu pierwotnym. Dodatkowo występują straty w rdzeniu (histereza i prądy wirowe), które także "wymuszają" pobór energii.
Typowy objaw to brak napięcia na zaciskach wtórnych przy jednoczesnym poborze niewielkiego prądu po stronie pierwotnej (zbliżonego do prądu biegu jałowego). Transformator nie jest wtedy mocno obciążony, ale wyjście jest elektrycznie "odcięte".
Zwarcie wtórnego odpowiada bardzo małej impedancji obciążenia. Prąd wtórny rośnie, a jego skutek "przenosi się" na stronę pierwotną (sprzężenie magnetyczne), co powoduje znaczny wzrost prądu pierwotnego i nagrzewanie transformatora.
Przerwa w uzwojeniu pierwotnym oznacza brak zamkniętego obwodu zasilania, więc prąd pobierany z sieci będzie bliski zeru. W konsekwencji nie wytworzy się strumień w rdzeniu i nie pojawi się napięcie indukowane w uzwojeniu wtórnym.
Pomocne są: pomiar prądu pobieranego z sieci (czy jest mały jak na biegu jałowym, czy bardzo duży), pomiar napięcia na zaciskach wtórnych oraz pomiar ciągłości/rezystancji uzwojeń. Zestawienie tych wyników daje spójny obraz uszkodzenia.
Nie zawsze. Brak napięcia może wynikać także z problemu połączeń (np. luźny przewód na zacisku), błędu pomiaru (zły zakres miernika) lub obecności zabezpieczenia po stronie wtórnej. Dopiero po wykluczeniu tych przyczyn podejrzewa się przerwę uzwojenia.
Dla małych transformatorów prąd biegu jałowego bywa relatywnie większy niż dla dużych jednostek. Wartość około 10% może mieścić się w typowym zakresie dla małych mocy, o ile transformator nie nagrzewa się nadmiernie i nie ma innych symptomów zwarcia.
W instalacjach gazowych spotyka się układy sterowania i zabezpieczeń (np. zasilanie automatyki, czujników, elementów wykonawczych). Umiejętność rozpoznania przerwy lub zwarcia w zasilaczu/transformatorze pomaga szybciej diagnozować awarie zasilania systemów bezpieczeństwa.
Najczęściej myli się przerwę ze zwarciem oraz ignoruje informację o poborze prądu. Uczniowie skupiają się tylko na "braku napięcia", przez co wybierają odpowiedź o przerwie w pierwotnym, mimo że podany prąd (ok. 10% In) wskazuje na pracę zbliżoną do biegu jałowego.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 35% zdających egzamin. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Przy rozwarciu wtórnego transformator pracuje na biegu jałowym i pobiera niewielki prąd magnesujący (rzędu kilku–kilkunastu % In)."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Transformator" – opis działania i zależności napięć uzwojeń, https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): "Open-circuit test" – idea próby jałowej i prądu magnesującego, https://en.wikipedia.org/wiki/Open-circuit_test (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z elektrotechniki: dział "transformatory jednofazowe" oraz "bieg jałowy i zwarcie"
  • Materiały dydaktyczne z podstaw elektromechaniki: prąd magnesujący i straty w rdzeniu
  • Instrukcje serwisowe zasilaczy/transformatorów sterowniczych (objawy przerwy i zwarcia uzwojeń)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego