KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2011

PYTANIE NR 21.
Na rysunku przedstawiono schemat transformatora jednofazowego z odczepami w uzwojeniu pierwotnym. Początkowo załączony został stycznik K3. Następnie dwukrotnie przełączano odczepy styczników co spowodowało za każdym razem zwiększenie napięcia po stronie wtórnej. Które styczniki zostały kolejno załączone?
Ilustracja przedstawia schemat transformatora jednofazowego z odczepami w uzwojeniu pierwotnym, co jest typowe dla egzaminów
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zwiększenie napięcia wtórnego przy odczepach w uzwojeniu pierwotnym wynika ze zmiany przekładni: dla stałego napięcia zasilania U1, zmniejszenie liczby czynnych zwojów N1 powoduje wzrost U2.
Na schemacie po starcie ze stycznikiem K3 kolejne przełączenia, które dwa razy podnoszą U2, odpowiadają sekwencji: K4, następnie K5.

Pełne wyjaśnienie:

W transformatorze jednofazowym (w idealnym przybliżeniu) zachodzi zależność:

U2/U1 ≈ N2/N1, gdzie U1 to napięcie uzwojenia pierwotnego, U2 wtórnego, a N1 i N2 to liczby zwojów czynnych odpowiednio po stronie pierwotnej i wtórnej.

Jeżeli napięcie zasilania U1 jest stałe, to aby zwiększyć napięcie wtórne U2, trzeba zwiększyć stosunek N2/N1. W praktyce przy odczepach w uzwojeniu pierwotnym osiąga się to przez zmniejszenie liczby czynnych zwojów N1 (przełączenie na odczep "bliżej początku" uzwojenia albo ominięcie części zwojów – zależnie od sposobu narysowania odczepów).

W pytaniu kluczowe są dwa elementy:

  • stan początkowy: załączony stycznik K3, który ustawia punkt odniesienia (początkowy odczep),
  • warunek zmiany: dwukrotne przełączenie ma za każdym razem zwiększyć napięcie wtórne.

Sekwencja "K4, następnie K5" jest zgodna z opisem, ponieważ odpowiada dwóm kolejnym przełączeniom odczepów, które w każdym kroku przesuwają konfigurację w stronę mniejszego N1 (a więc większego N2/N1). Dzięki temu U2 rośnie po pierwszym przełączeniu i rośnie ponownie po drugim.

Pozostałe odpowiedzi są błędne typowo z następujących powodów:

  • "K5, następnie K4" odwraca kolejność zdarzeń. Jeśli pierwszy krok ma już podnieść U2, a na schemacie jest przewidziana określona drabinka odczepów, to przejście w odwrotną stronę co najmniej w jednym kroku nie spełni warunku wzrostu.
  • "K2, następnie K1" oraz "K1, następnie K2" wskazują inną parę styczników niż wynika z opisanej drogi od stanu K3; na typowych schematach odczepów są to przełączenia nieprowadzące do dwóch kolejnych wzrostów U2 (często obejmują krok w stronę większego N1 albo niezgodną logikę blokad).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zacznij od relacji U2/U1 ≈ N2/N1, a następnie na rysunku sprawdź, czy dany stycznik dodaje zwoje do N1, czy je omija. Dopiero wtedy oceniaj kierunek zmiany napięcia wtórnego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Odczepy to wyprowadzenia pośrednie z uzwojenia, które pozwalają zmieniać liczbę czynnych zwojów N1. Przełączenie na inny odczep zmienia przekładnię N2/N1, a więc przy stałym napięciu zasilania wpływa na wartość napięcia wtórnego.
Gdy napięcie zasilania U1 jest stałe, obowiązuje zależność U2/U1 ≈ N2/N1. Zmniejszenie liczby czynnych zwojów pierwotnych N1 zwiększa stosunek N2/N1, więc zwykle powoduje wzrost U2.
Bo napięcie na zwoju w uzwojeniu jest w przybliżeniu proporcjonalne do liczby zwojów. Przy stałym U1 mniejsze N1 oznacza większe napięcie przypadające na jeden zwój, a wtórne ma stałe N2, więc końcowo rośnie U2.
Trzeba śledzić tor elektryczny: czy po zadziałaniu stycznika prąd płynie przez większą część uzwojenia (dołączenie zwojów), czy przez krótszy odcinek (ominięcie części zwojów). Pomaga porównanie punktów wpięcia odczepu względem początku i końca uzwojenia.
Tak, bo stan początkowy determinuje, jaki odczep jest aktualnie użyty. Ten sam zestaw styczników w innej kolejności może dać inny przebieg zmian: pierwszy krok może zwiększyć, a drugi zmniejszyć napięcie, co łamie warunek "za każdym razem wzrost".
Najczęstsze błędy to: odwrócenie zależności (mylenie wpływu N1 na U2), pomijanie stanu początkowego, oraz ocenianie "na oko" po numerach styczników zamiast po torze połączeń. Często myli się też dołączanie zwojów z ich bocznikowaniem.
W prostym modelu: U2/U1 ≈ N2/N1. To znaczy, że napięcia są proporcjonalne do liczby czynnych zwojów. W realnym transformatorze występują spadki napięć i straty, ale do zadań egzaminacyjnych zwykle wystarcza to przybliżenie.
Regulację odczepami stosuje się, gdy trzeba skompensować wahania napięcia zasilania lub dopasować napięcie wtórne do odbiorników. W układach z automatyką (także na obiektach sieciowych) pozwala to utrzymać poprawne zasilanie urządzeń sterowania i zabezpieczeń.
Tak, bo zmiana odczepu zmienia napięcie, a więc może powodować przepięcia przejściowe lub przeciążenia odbiorników. Dlatego w praktyce stosuje się blokady, właściwą kolejność łączeń i procedury eksploatacyjne. Na schemacie często widać to jako wzajemne blokowanie styczników.
Ćwicz na schematach: (1) ustal stan początkowy, (2) narysuj sobie tor prądu po każdym przełączeniu, (3) oceń, czy N1 rośnie czy maleje, (4) dopiero wtedy wnioskuj o U2. Warto też powtórzyć definicje: odczep, przekładnia, uzwojenie pierwotne i wtórne.
info

Statystycznie 61% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator - dostęp 2026-03-02
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Tap_changer - accessed 2026-03-02

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział z podstaw elektrotechniki: transformatory i przekładnia
  • Materiały dydaktyczne o odczepach i przełącznikach zaczepów (tap changer)
  • Ćwiczenia z czytania schematów elektrycznych sterowania stycznikami

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego