KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 4.
Który miernik służy do bezpośredniego pomiaru współczynnika mocy silnika indukcyjnego?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik mocy silnika indukcyjnego jest związany z przesunięciem fazowym między napięciem i prądem (cosφ). Przyrządem, który mierzy bezpośrednio kąt fazowy φ, jest fazomierz, dlatego to on służy do bezpośredniego wyznaczania współczynnika mocy. Watomierz mierzy moc czynną, waromierz moc bierną, a częstościomierz częstotliwość.

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik mocy cosφ opisuje, jaka część mocy pozornej w obwodzie prądu przemiennego zamienia się na moc czynną. Dla typowego silnika indukcyjnego prąd jest opóźniony względem napięcia (charakter indukcyjny), więc między przebiegami występuje przesunięcie fazowe oznaczane kątem φ.

Jeżeli pytanie dotyczy bezpośredniego pomiaru współczynnika mocy, kluczowa jest informacja, że cosφ wynika z kąta φ. Fazomierz służy do pomiaru kąta przesunięcia fazowego między napięciem i prądem (lub między dwoma napięciami, zależnie od układu pomiarowego). Znając φ, można bezpośrednio określić cosφ, czyli współczynnik mocy.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • Watomierz mierzy moc czynną. Sama wartość mocy czynnej nie jest jeszcze współczynnikiem mocy; aby wyznaczyć cosφ metodą pośrednią, trzeba by dodatkowo znać moc pozorną (np. z pomiaru napięcia i prądu) i wykonać obliczenie.
  • Waromierz służy do pomiaru mocy biernej. Podobnie jak przy watomierzu, sama moc bierna nie daje wprost cosφ bez dodatkowych danych (np. P i Q lub S) i przeliczeń.
  • Częstościomierz mierzy częstotliwość sieci. Częstotliwość wpływa na warunki pracy silnika, ale nie jest przyrządem do wyznaczania współczynnika mocy.

W praktyce eksploatacyjnej spotyka się również wyspecjalizowane mierniki współczynnika mocy (cosφ), jednak istota pytania pozostaje taka sama: cosφ jest konsekwencją przesunięcia fazowego, więc instrumentem powiązanym z jego pomiarem bezpośrednim jest fazomierz.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Współczynnik mocy cosφ informuje, jaka część energii pobieranej z sieci jest zamieniana na użyteczną moc czynną. Wynika z przesunięcia fazowego między prądem i napięciem. Im niższy cosφ, tym większy udział mocy biernej i większe prądy przy tej samej mocy użytecznej.
Fazomierz mierzy kąt przesunięcia fazowego φ między napięciem i prądem (w odpowiednim układzie pomiarowym). Ponieważ współczynnik mocy to cosφ, pomiar φ pozwala bezpośrednio określić cosφ bez liczenia z mocy czynnej i pozornej.
Watomierz mierzy moc czynną (P). Żeby z P uzyskać cosφ, trzeba znać także moc pozorną (S), np. z pomiaru napięcia i prądu, a następnie wykonać obliczenie cosφ = P/S. To oznacza pomiar pośredni, a nie bezpośredni.
Waromierz służy do pomiaru mocy biernej (Q). Moc bierna jest związana z przesunięciem fazowym, ale sama wartość Q nie daje wprost współczynnika mocy. Do wyznaczenia cosφ potrzebne są dodatkowe dane (np. P i S albo P i Q) oraz przeliczenia.
Tak, ale nie z pomiarem cosφ. Częstościomierz mierzy częstotliwość sieci, która wpływa m.in. na prędkość synchroniczną i warunki pracy silnika. Nie mierzy jednak przesunięcia fazowego ani nie wyznacza współczynnika mocy, więc nie odpowiada na to pytanie.
Pośrednio cosφ można wyznaczyć, gdy zmierzy się moc czynną (watomierzem) oraz napięcie i prąd (woltomierzem i amperomierzem), aby policzyć moc pozorną. Alternatywnie można użyć danych P i Q (z watomierza i waromierza) i przeliczyć zależności mocy w trójkącie mocy.
Najczęściej myli się przyrządy: watomierz (P) i waromierz (Q) z pomiarem cosφ. Innym błędem jest wybór "urządzenia od parametrów sieci" (częstościomierz), mimo że nie dotyczy ono relacji fazowej. Warto zapamiętać: cosφ wynika z kąta φ.
Niski cosφ bywa problemem, gdy wiele urządzeń indukcyjnych (silniki, transformatory) pracuje jednocześnie, bo rosną prądy i obciążenie sieci oraz mogą pojawić się dodatkowe koszty lub potrzeba kompensacji. W praktyce eksploatacyjnej kontrola cosφ pomaga ocenić stan i dobór układu zasilania.
Moc czynna (P) to energia zamieniana na pracę/ciepło i mierzy ją watomierz. Moc bierna (Q) wiąże się z wymianą energii w polach elektromagnetycznych i mierzy ją waromierz. Moc pozorna (S) wynika z iloczynu U i I. Współczynnik mocy to relacja tych wielkości opisana przez cosφ.
Skuteczne jest powiązanie nazwy z wielkością: watomierz → wata (moc czynna), waromierz → var (moc bierna), częstościomierz → częstotliwość, fazomierz → faza/kąt φ. Potem ćwicz na krótkich pytaniach: "co mierzy ten przyrząd?" oraz "co z tego wynika w obwodach AC?".
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 44% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że współczynnik mocy silnika indukcyjnego jest związany z przesunięciem fazowym między napięciem i prądem (cosφ).

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: rozdziały o mocy czynnej, biernej, pozornej oraz cosφ w obwodach AC
  • Metrologia elektryczna: przyrządy do pomiaru kąta fazowego i współczynnika mocy
  • Instrukcje obsługi (DTR) mierników: fazomierzy i mierników współczynnika mocy

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego