Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2016 (test 2)



PYTANIE NR 27.
Na podstawie wyników pomiarów wykonanych w obwodzie, którego schemat przedstawiono na rysunku, oblicz współczynnik mocy silnika indukcyjnego jednofazowego.
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny oraz tabelę z wynikami pomiarów.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik mocy w obwodzie jednofazowym wyznacza się jako cosφ = P/S, gdzie moc pozorna S = U·I. Z odczytów pomiarowych bierze się moc czynną P (np. z watomierza) oraz napięcie U i prąd I silnika, a następnie oblicza P/(U·I).

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik mocy silnika indukcyjnego jednofazowego (cosφ) informuje, jaka część mocy pozornej pobieranej z sieci zamienia się na moc czynną (użyteczną). W praktyce eksploatacyjnej ma to znaczenie, bo niski cosφ powoduje większy prąd przy tej samej mocy czynnej, a więc większe straty w przewodach i większe obciążenie aparatury.

Dla obwodu jednofazowego (przy założeniu standardowych zależności dla przebiegów sinusoidalnych) korzysta się z relacji:

  • S = U · I – moc pozorna w woltoamperach [VA],
  • P – moc czynna w watach [W] (najczęściej mierzona watomierzem),
  • cosφ = P / S = P / (U · I).

Dlatego, mając wyniki pomiarów z przedstawionego schematu, należy:

  1. Odczytać U (napięcie na silniku) oraz I (prąd silnika).
  2. Odczytać P (moc czynną silnika) z przyrządu do pomiaru mocy.
  3. Obliczyć S jako iloczyn U·I.
  4. Wyznaczyć cosφ jako iloraz P/(U·I) i dobrać odpowiedź liczbową.

Odpowiedź "0,6" odpowiada sytuacji, w której moc czynna stanowi 60% mocy pozornej. Pozostałe propozycje to typowe "pułapki":

  • "0,8" bywa wybierane intuicyjnie, bo kojarzy się z "dobrym" cosφ, ale nie zawsze wynika z odczytów.
  • "0,4" może wynikać z pomylenia odczytów (np. wzięcia prądu z innego miejsca obwodu lub błędnego mnożnika skali).
  • "0,1" jest skrajnie niskie i często pojawia się po błędzie jednostek albo po podstawieniu mocy biernej zamiast czynnej.

W zadaniach egzaminacyjnych kluczowe jest konsekwentne użycie tych wielkości, które dotyczą badanego silnika, oraz kontrola jednostek i skali wskazań przyrządów.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest współczynnik mocy cosφ w obwodzie jednofazowym?
Cosφ to stosunek mocy czynnej P do mocy pozornej S. Mówi, jaka część energii elektrycznej jest zamieniana na pracę/użyteczną moc, a jaka krąży jako moc bierna. W obwodzie 1-f zwykle liczysz go jako cosφ = P/(U·I).
Jak obliczyć cosφ z pomiarów napięcia, prądu i mocy?
Najpierw oblicz moc pozorną: S = U·I (U w V, I w A, wynik w VA). Potem podziel moc czynną (z watomierza) przez S: cosφ = P/S. Upewnij się, że U i I dotyczą tego samego odbiornika (silnika).
Dlaczego silnik indukcyjny ma cosφ mniejszy niż 1?
Silnik indukcyjny potrzebuje prądu magnesującego do wytworzenia pola w stojanie. Ten składnik prądu powoduje pobór mocy biernej, przez co moc pozorna S jest większa niż moc czynna P. Skutkiem jest cosφ < 1, szczególnie przy małym obciążeniu.
Jakie przyrządy są potrzebne do wyznaczenia cosφ w praktyce?
Minimalnie potrzebujesz pomiaru U, I i P. Realnie robi się to zestawem: woltomierz + amperomierz + watomierz albo miernikiem cęgowym/analizatorem, który pokazuje P, S i cosφ. Ważne jest poprawne wpięcie toru prądowego i napięciowego.
Czy można policzyć cosφ, gdy mam tylko U i I?
Nie w sposób jednoznaczny. Z samych U i I obliczysz tylko moc pozorną S = U·I. Do cosφ potrzebujesz jeszcze mocy czynnej P albo informacji o kącie przesunięcia fazowego między napięciem i prądem. Bez tego wynik byłby zgadywaniem.
Kiedy w eksploatacji instalacji spotyka się problem niskiego cosφ?
Często przy urządzeniach z silnikami (wentylatory, pompy), szczególnie gdy pracują z małym obciążeniem lub w trybie rozruchu. Niski cosφ zwiększa prąd, co może powodować nagrzewanie przewodów i spadki napięcia. W obiektach technicznych warto to kontrolować w przeglądach.
Jakie błędy najczęściej psują obliczenie cosφ na egzaminie?
Najczęstsze pomyłki to: podstawienie do wzoru złych odczytów (np. prądu całego obwodu zamiast prądu silnika), nieuwzględnienie mnożnika skali przyrządu, pomylenie W z kW lub VA z kVA oraz użycie P=U·I bez cosφ (czyli założenie cosφ=1).
Jaka jest różnica między mocą czynną a pozorną w AC?
Moc czynna P (W) to ta, która wykonuje pracę i zamienia się na ciepło/ruch. Moc pozorna S (VA) wynika z iloczynu U·I i obejmuje zarówno część czynną, jak i bierną. Współczynnik cosφ pokazuje, jak blisko siebie są P i S.
Czy cosφ może być większy niż 1 lub ujemny?
W typowych zadaniach z odbiornikami liniowymi w sieci AC wartość cosφ mieści się w zakresie 0–1. Wynik >1 zwykle oznacza błąd obliczeń lub jednostek. Ujemny znak może pojawić się w szczególnych opisach (np. kierunek mocy), ale w prostych zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się wartość dodatnią.
Jak szybko sprawdzić, czy wynik cosφ jest sensowny?
Policz S=U·I i porównaj z P. Ponieważ P nie może być większe niż S, iloraz P/S nie może przekroczyć 1. Jeśli wychodzi bardzo mało (np. 0,1), sprawdź mnożniki skali i jednostki (kW vs W, kVA vs VA) oraz czy P jest mocą czynną z pomiaru.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 37% zdających egzamin. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Współczynnik mocy w obwodzie jednofazowym wyznacza się jako cosφ = P/S, gdzie moc pozorna S = U·I."

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z podstaw elektrotechniki (prąd przemienny, moc w AC)
  • Materiały dydaktyczne dotyczące pomiarów elektrycznych (watomierz, pomiar P i cosφ)
  • Instrukcje obsługi mierników cęgowych i analizatorów jakości energii (sekcje: P, S, cosφ)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego