KWALIFIKACJA ELE1 - TEST WIEDZY NR 4

PYTANIE NR 26.
Określ, który z poniższych elementów jest odpowiedzialny za przekazywanie prądu do wirnika w silniku prądu stałego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W silniku prądu stałego z komutatorem prąd do uzwojeń wirnika doprowadzają szczotki, które ślizgają się po komutatorze i przekazują zasilanie do części wirującej. Stojan i magnes trwały wytwarzają pole, a "wirnik klatkowy" dotyczy silników indukcyjnych, nie DC.

Pełne wyjaśnienie:

W klasycznym silniku prądu stałego komutatorowym część wirująca (wirnik, twornik) ma uzwojenia, do których trzeba doprowadzić prąd mimo ruchu obrotowego. Realizuje się to przez układ szczotki–komutator:

  • Szczotki są nieruchome względem obudowy silnika i są podłączone do zasilania (zwykle przez oprawki i przewody). Wykonuje się je najczęściej z materiałów węglowych/grafitowych, aby zapewnić dobry kontakt i ograniczać zużycie.
  • Komutator (zespół segmentów na wale wirnika) obraca się razem z wirnikiem. Pod szczotkami znajduje się zawsze taki segment, aby prąd mógł popłynąć do odpowiedniej cewki uzwojenia wirnika.

Dlatego odpowiedź "Szczotki" jest poprawna: to one bezpośrednio przekazują prąd z części nieruchomej do części wirującej poprzez kontakt ślizgowy.

Pozostałe odpowiedzi są błędne z następujących powodów:

  • "Stojan" jest częścią nieruchomą. Może zawierać bieguny/uzwojenie wzbudzenia, ale nie pełni roli elementu doprowadzającego prąd do wirnika w sensie połączenia ślizgowego.
  • "Magnes trwały" (gdy występuje) odpowiada za wytworzenie pola magnetycznego w stojanie. Nie jest elementem elektrycznego połączenia z uzwojeniami wirnika.
  • "Wirnik klatkowy" to charakterystyczny wirnik silnika asynchronicznego (indukcyjnego). W takim silniku nie doprowadza się prądu do wirnika szczotkami (prąd jest w nim indukowany), więc odpowiedź nie pasuje do silnika prądu stałego.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się "doprowadzenie/przekazywanie prądu do wirnika", najpierw sprawdź, czy mowa o maszynie z komutatorem/pierścieniami. W silniku DC komutatorowym kluczowy jest układ szczotkowy, a nie elementy wytwarzające pole.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Szczotki to nieruchome elementy stykowe (najczęściej węglowe/grafitowe), które dociskają do komutatora i przekazują prąd z obwodu zasilania do obracających się uzwojeń wirnika. Dzięki nim możliwy jest przepływ prądu do części wirującej mimo ruchu obrotowego.
Stojan jest częścią nieruchomą i może wytwarzać pole magnetyczne, ale nie rozwiązuje problemu połączenia elektrycznego z elementem obracającym się. Szczotki tworzą styk ślizgowy z komutatorem, czyli "most" prądowy między częścią nieruchomą i wirnikiem.
Komutator to zespół segmentów na wale wirnika, po których ślizgają się szczotki. Umożliwia doprowadzenie prądu do odpowiednich cewek wirnika oraz zmianę kierunku prądu w uzwojeniach w odpowiednim momencie, co zapewnia stały zwrot momentu obrotowego.
Nie. Magnes trwały (jeśli jest w silniku) odpowiada za wytworzenie pola magnetycznego w stojanie. Prąd do uzwojeń wirnika jest doprowadzany przez elementy stykowe (szczotki) współpracujące z komutatorem, a nie przez elementy magnetyczne.
Wirnik klatkowy to typ wirnika silnika asynchronicznego (indukcyjnego), z prętami połączonymi pierścieniami. W takich silnikach prąd w wirniku powstaje przez indukcję, a nie jest doprowadzany szczotkami. Dlatego nie pasuje do pytania o silnik prądu stałego.
Typowym znakiem są widoczne lub wyczuwalne szczotkotrzymacze oraz komutator (kolektor) na wirniku. Często występują też objawy zużycia szczotek: iskrzenie, spadek mocy, nierówna praca. W silnikach bezszczotkowych takich elementów nie ma.
Najczęstsze objawy to nadmierne iskrzenie na komutatorze, spadek momentu i prędkości, przerywana praca, nagrzewanie, a czasem zapach przypalenia. Zużycie może też powodować gorszy styk i zwiększoną rezystancję przejścia, co pogarsza parametry silnika.
Silniki bezszczotkowe stosuje się, gdy liczy się większa trwałość, mniejsza obsługowość i brak iskrzenia (np. dłuższa praca ciągła, precyzyjne napędy). Nie mają szczotek i komutatora mechanicznego, więc odpada typowa usterka związana ze zużyciem szczotek.
Uczniowie często wybierają elementy "duże i oczywiste" jak stojan albo mylą typy silników i wskazują "wirnik klatkowy". Pomaga zasada: jeśli pytanie dotyczy doprowadzenia prądu do części wirującej, szukaj elementu stykowego (szczotki/pierścienie) i komutatora.
W silniku komutatorowym szczotki współpracują z komutatorem, a ich poprawne działanie zależy też od szczotkotrzymaczy i sprężyn dociskowych. Jednak w pytaniach jednokrotnego wyboru zwykle wskazuje się "szczotki" jako element bezpośrednio przekazujący prąd do wirnika.
info

Statystycznie 74% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnio łatwe

Specjaliści zwracają uwagę: "W silniku prądu stałego z komutatorem prąd do uzwojeń wirnika doprowadzają szczotki, które ślizgają się po komutatorze i przekazują zasilanie do części wirującej."

Źródła:

  • Wikipedia (PL) – "Silnik prądu stałego" (opis komutatora i szczotek), https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr%C4%85du_sta%C5%82ego - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (PL) – "Szczotka (elektrotechnika)" (funkcja szczotek w maszynach komutatorowych), https://pl.wikipedia.org/wiki/Szczotka_(elektrotechnika) - dostęp 2026-03-01
  • All About Circuits – "DC Motor: What Is It? How Does It Work?" (brushes/commutator role), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-13/dc-motor/ - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektrotechniki i maszyn elektrycznych (dział: silniki prądu stałego, komutator, szczotki)
  • Instrukcje serwisowe/DTR urządzeń z silnikami DC (sekcja: obsługa komutatora i szczotek)
  • Materiały edukacyjne producentów szczotek (dobór, docieranie, typowe usterki)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego