KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 9.
Na rysunku przedstawiono charakterystyki zewnętrzne prądnic:
Ilustracja przedstawia wykres zależności napięcia (U) od prądu (I) dla dwóch różnych typów prądnic: obcowzbudnej i
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Charakterystyka zewnętrzna pokazuje, jak zmienia się napięcie zaciskowe przy wzroście prądu obciążenia. Dla prądnicy obcowzbudnej napięcie zwykle opada łagodniej (stabilniejsze wzbudzenie), a dla bocznikowej spadek jest wyraźniejszy, bo wzbudzenie zależy od własnego napięcia. Dlatego 1 odpowiada obcowzbudnej, a 2 bocznikowej.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu trzeba rozpoznać typy prądnic na podstawie charakterystyk zewnętrznych, czyli zależności napięcia zaciskowego prądnicy od prądu obciążenia przy stałej prędkości obrotowej (i typowych warunkach pracy). Kluczowa jest interpretacja, dlaczego napięcie spada wraz ze wzrostem obciążenia oraz jak na ten spadek wpływa sposób wzbudzenia.

Dlaczego "1 - obcowzbudnej, 2 - bocznikowej" pasuje do typowych charakterystyk?
Prądnica obcowzbudna ma uzwojenie wzbudzenia zasilane z niezależnego źródła. Oznacza to, że strumień magnetyczny jest w mniejszym stopniu uzależniony od napięcia zaciskowego prądnicy. Gdy rośnie obciążenie, napięcie spada głównie z powodu spadków na rezystancjach wewnętrznych oraz zjawisk elektromagnetycznych (np. wpływu obciążenia na pole w maszynie). Zwykle daje to łagodniejszy przebieg spadku napięcia.

Prądnica bocznikowa ma uzwojenie wzbudzenia podłączone równolegle do zacisków. Gdy wzrasta obciążenie, napięcie zaciskowe ma tendencję do spadku, a to z kolei zmniejsza prąd wzbudzenia. Mniejszy prąd wzbudzenia oznacza mniejszy strumień, a więc dalszy spadek wytwarzanego napięcia. Ten mechanizm sprzężenia powoduje, że charakterystyka zewnętrzna prądnicy bocznikowej jest zwykle bardziej opadająca niż dla obcowzbudnej.

Dlaczego odpowiedzi z "szeregową" są błędne?
Prądnica szeregowa ma uzwojenie wzbudzenia włączone w szereg z obciążeniem, więc prąd wzbudzenia zależy od prądu obciążenia. To często prowadzi do przebiegu, w którym napięcie może rosnąć w pewnym zakresie obciążenia (z powodu wzrostu wzbudzenia), a dopiero potem maleć – zależnie od konstrukcji i nasycenia. Jeśli na rysunku widoczne są typowe, opadające przebiegi bez "wznoszenia", to przypisanie którejś krzywej do szeregowej jest niezgodne z typową interpretacją.

Jak unikać pomyłek na egzaminie?

  • Najpierw ustal, czy wykres pokazuje spadek czy wzrost napięcia wraz z obciążeniem.
  • Przypomnij sobie zależność wzbudzenia: niezależne (obcowzbudna) vs zależne od napięcia (bocznikowa) vs zależne od prądu obciążenia (szeregowa).
  • Dopiero na końcu dopasuj numer 1 i 2 do nazw – nie odwrotnie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To wykres pokazujący, jak zmienia się napięcie zaciskowe prądnicy w funkcji prądu obciążenia (zwykle przy stałej prędkości obrotowej). Ułatwia ocenę, jak "sztywne" jest źródło napięcia i jak duży będzie spadek napięcia po dołączeniu odbiornika.
Dla prądnicy obcowzbudnej wzbudzenie jest zasilane niezależnie, więc przy wzroście obciążenia napięcie zwykle spada łagodniej. Szukaj krzywej bardziej "stabilnej" (mniejszy spadek U), bo strumień wzbudzenia nie zależy bezpośrednio od napięcia zaciskowego.
W prądnicy bocznikowej uzwojenie wzbudzenia jest podłączone równolegle do zacisków. Gdy napięcie spada od obciążenia, spada też prąd wzbudzenia, maleje strumień i prądnica wytwarza jeszcze mniejsze napięcie. To tworzy sprzężenie, które zwykle wzmacnia spadek U(I).
Nie zawsze. W prądnicy szeregowej prąd wzbudzenia rośnie z prądem obciążenia, więc napięcie może rosnąć w pewnym zakresie. Jednak przy większych obciążeniach wpływ spadków wewnętrznych i nasycenia magnetycznego może spowodować spłaszczenie lub spadek napięcia. Dlatego trzeba patrzeć na kształt całej krzywej.
Typowe błędy to: mylenie bocznikowej z szeregową na podstawie samej nazwy, ignorowanie wpływu sposobu wzbudzenia na kształt krzywej oraz "zgadywanie" bez analizy osi wykresu. Pomaga zasada: obce wzbudzenie = stabilniejsze, bocznikowe = spadek wzmacniany zależnością od napięcia.
Rezystancje uzwojeń (twornika i połączeń) powodują spadek napięcia proporcjonalny do prądu obciążenia. Nawet przy stałym wzbudzeniu (np. obcowzbudna) ten spadek powoduje obniżenie napięcia zaciskowego. W prądnicy bocznikowej efekt jest dodatkowo wzmacniany spadkiem prądu wzbudzenia.
Gdy wymagana jest lepsza regulacja i stabilność napięcia przy zmianach obciążenia albo gdy układ ma osobne źródło zasilania wzbudzenia. Niezależne wzbudzenie ułatwia sterowanie strumieniem i utrzymanie parametrów, co bywa ważne w stanowiskach laboratoryjnych, układach napędowych i podczas badań.
Sygnałem jest wyraźniejszy spadek napięcia wraz z prądem obciążenia w porównaniu do obcowzbudnej oraz brak tendencji do wzrostu napięcia wraz z obciążeniem (jak czasem bywa dla szeregowej). W bocznikowej ważny jest mechanizm: spadek U zmniejsza wzbudzenie, więc krzywa opada mocniej.
Zwykle nie. To zadanie jest przede wszystkim interpretacyjne: rozpoznajesz typ prądnicy po typowym kształcie charakterystyki zewnętrznej i zależności wzbudzenia od napięcia lub prądu. Wzory mogą pomagać w zrozumieniu spadków napięcia, ale egzamin często wymaga głównie identyfikacji i wnioskowania.
Powtórz rodzaje wzbudzenia (obce, bocznikowe, szeregowe) i ich wpływ na przebieg U(I). Ćwicz na wielu rysunkach: najpierw opisuj słownie, co dzieje się z napięciem przy wzroście obciążenia, a dopiero potem dopasowuj nazwę. To ogranicza zgadywanie i ułatwia zapamiętanie typowych kształtów.
info

Statystycznie 39% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Charakterystyka zewnętrzna pokazuje, jak zmienia się napięcie zaciskowe przy wzroście prądu obciążenia."

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty do działu: maszyny elektryczne (prądnice prądu stałego)
  • Notatki z wykładów: rodzaje wzbudzenia i charakterystyki prądnic
  • Zadania treningowe: rozpoznawanie charakterystyk zewnętrznych i regulacyjnych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego