KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2012

PYTANIE NR 26.
Na rysunku przedstawiono zależność prędkości obrotowej silnika bocznikowego prądu stałego w funkcji natężenia prądu dla różnych rezystancji dodatkowych, włączonych w obwód twornika. Która charakterystyka odpowiada najwyższej wartości rezystancji dodatkowej?
Ilustracja przedstawia wykres zależności prędkości obrotowej silnika bocznikowego prądu stałego (n, obr/min) w funkcji
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Największa rezystancja dodatkowa w obwodzie twornika powoduje największy spadek napięcia I·R, więc przy tym samym prądzie maleje napięcie na tworniku, SEM i prędkość.
Dlatego odpowiada jej charakterystyka o najniższych prędkościach (najbardziej "opuszczona" na wykresie), czyli "D".

Pełne wyjaśnienie:

W silniku bocznikowym prądu stałego strumień wzbudzenia jest w przybliżeniu stały, więc prędkość obrotowa zależy głównie od napięcia "efektywnie" dostępnego dla twornika i od spadków napięcia w jego obwodzie.

Po włączeniu rezystancji dodatkowej w szereg z twornikiem całkowita rezystancja obwodu twornika rośnie. Gdy rośnie prąd twornika, rośnie też spadek napięcia I·R na tej rezystancji. W efekcie na samym tworniku pozostaje mniejsze napięcie, zmniejsza się SEM (związana z prędkością), a więc prędkość silnika dla danego prądu jest niższa.

Wykres n = f(I) dla większej rezystancji dodatkowej ma zatem typowo:

  • niższe wartości prędkości przy tych samych wartościach prądu,
  • większy spadek prędkości wraz ze wzrostem prądu (bardziej strome "opadanie" charakterystyki).

Dlatego poprawna jest odpowiedź "D", czyli krzywa odpowiadająca najwyższej rezystancji dodatkowej (najbardziej obniżona/wyraźnie opadająca w porównaniu z pozostałymi).

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne, ponieważ wskazują charakterystyki odpowiadające mniejszym rezystancjom: mają wyższą prędkość przy tym samym prądzie (mniejszy spadek I·R), więc nie mogą opisywać przypadku największej rezystancji dodatkowej.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy pytanie dotyczy "największej rezystancji w szeregu z twornikiem", szukaj na wykresie krzywej, która dla tego samego prądu daje najmniejszą prędkość (największe straty napięcia w obwodzie twornika).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Silnik bocznikowy DC to silnik, w którym uzwojenie wzbudzenia jest połączone równolegle (bocznikowo) do twornika. Dzięki temu strumień magnetyczny jest zwykle prawie stały, a prędkość zależy głównie od napięcia na tworniku i spadków napięcia w jego obwodzie.
Rezystancja dodatkowa zwiększa spadek napięcia I·R w obwodzie twornika. Przy większym prądzie rośnie spadek napięcia na rezystorze, więc na tworniku zostaje mniej napięcia, maleje SEM i prędkość. Na wykresie oznacza to niższą charakterystykę n(I).
Pod obciążeniem prąd twornika rośnie. Jeśli w szeregu jest większa rezystancja, rośnie też spadek napięcia I·R, więc spada napięcie "użyteczne" dla twornika. To bezpośrednio zmniejsza prędkość, dlatego charakterystyka bardziej "opada" wraz z prądem.
Szukaj krzywej, która dla tej samej wartości prądu ma najmniejszą prędkość (jest najniżej na wykresie) i zwykle ma największe obniżenie prędkości wraz ze wzrostem prądu. To typowy skutek największych spadków napięcia w obwodzie twornika.
Zwykle nie bezpośrednio. Wzbudzenie bocznikowe jest zasilane równolegle, więc jego prąd i strumień zależą głównie od napięcia zasilania i rezystancji uzwojenia wzbudzenia. Rezystancja w obwodzie twornika wpływa przede wszystkim na spadki napięcia i prędkość.
W praktyce mogą to być rezystory rozruchowe, układy ograniczania prądu lub dodatkowe oporności włączane w celach regulacyjnych. W eksploatacji spotyka się też "niepożądaną rezystancję" wynikającą z uszkodzeń połączeń, przewodów lub styków, co również obniża prędkość.
Typowo jest to zadanie interpretacyjne: trzeba rozumieć, jak zmiana rezystancji w obwodzie twornika przesuwa charakterystykę prędkości i umieć wskazać odpowiednią krzywą na rysunku. Obliczenia nie są konieczne, o ile wykres jest czytelny.
Najczęstsze błędy to: wybór krzywej "najwyższej", bo kojarzy się z "największą wartością parametru", mylenie wpływu rezystancji twornika z osłabieniem wzbudzenia oraz ocenianie tylko jednego punktu zamiast porównania całego przebiegu (nachylenia i położenia krzywej).
W praktyce technika gazownictwa napędy elektryczne mogą występować m.in. w wentylacji pomieszczeń technicznych, urządzeniach pomocniczych stacji, układach sterowania i napędach osprzętu. Zrozumienie spadku prędkości pod obciążeniem pomaga w doborze i diagnostyce pracy urządzeń.
Skup się na zależnościach: wpływ napięcia, spadków I·R w tworniku, roli wzbudzenia bocznikowego oraz interpretacji wykresów n(I) i M(I). Dobrą metodą są krótkie zestawy zadań "wskaż krzywą" oraz powtarzanie, jak zmiana parametru przesuwa charakterystykę.
info

Statystycznie 61% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • Wikipedia: DC motor (zależności napięciowe i wpływ spadku I·R na prędkość), https://en.wikipedia.org/wiki/DC_motor - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (PL): Silnik prądu stałego (opis budowy i własności; odniesienie do twornika i wzbudzenia), https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr%C4%85du_sta%C5%82ego - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podstawy maszyn elektrycznych: silniki prądu stałego – charakterystyki
  • Materiały dydaktyczne z napędu elektrycznego: wpływ rezystancji twornika na n(I)
  • Zadania z interpretacji charakterystyk silników DC (wykresy n=f(I), M=f(I))

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego