Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2020



PYTANIE NR 19.
Określ rodzaj uszkodzenia w transformatorze jednofazowym o napięciach znamionowych: U1n = 230 V, U2n = 50 V, jeżeli w układzie pomiarowym, którego schemat przedstawiono na rysunku, woltomierz V1 wskazuje 230 V, a woltomierz V2 wskazuje 40 V.
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny transformatora jednofazowego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Transformator ma U1n=230 V i U2n=50 V, więc przy prawidłowym zasilaniu na pierwotnym (V1=230 V) wtórne powinno być bliskie 50 V. Skoro V2 wskazuje obniżone 40 V, oznacza to zmniejszenie efektywnej liczby zwojów lub wzrost strat w uzwojeniu wtórnym, typowy objaw częściowego zwarcia międzyzwojowego.

Pełne wyjaśnienie:

W transformatorze jednofazowym zależność napięć w stanie jałowym (bez istotnego obciążenia) jest w przybliżeniu proporcjonalna do liczby zwojów uzwojeń: U1/U2 ≈ N1/N2. Dla podanych wartości znamionowych U1n=230 V i U2n=50 V oczekuje się, że przy prawidłowym zasileniu strony pierwotnej napięcie wtórne będzie zbliżone do 50 V.

Wynik pomiaru V1=230 V wskazuje, że strona pierwotna jest zasilana poprawnie (brak przerwy w obwodzie zasilania i brak istotnego spadku na elementach doprowadzających). Jednocześnie V2=40 V oznacza wyraźne zaniżenie napięcia wtórnego względem znamionowego.

Taki objaw jest typowy dla uszkodzenia typu zwarcie międzyzwojowe (częściowe zwarcie) w uzwojeniu wtórnym: część zwojów zostaje "wyłączona" z efektywnej pracy, rosną straty, a napięcie na zaciskach wtórnych spada. Dlatego poprawna jest odpowiedź: "Częściowe zwarcie w uzwojeniu wtórnym."

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "Przerwa w uzwojeniu pierwotnym." Gdyby uzwojenie pierwotne było przerwane, zwykle nie byłoby prawidłowego zasilania transformatora, a odczyt napięcia w odpowiednim punkcie układu nie potwierdzałby poprawnej pracy strony pierwotnej.
  • "Przerwa w uzwojeniu wtórnym." Przerwa we wtórnym najczęściej skutkuje brakiem napięcia na zaciskach wtórnych (albo napięciem w innym punkcie niż mierzony). Skoro V2 pokazuje 40 V, wtórne nie jest "całkowicie otwarte" w sensie przerwy w miejscu istotnym dla pomiaru.
  • "Częściowe zwarcie w uzwojeniu pierwotnym." Zwarcie międzyzwojowe w pierwotnym częściej powoduje wzrost prądu jałowego, grzanie i problemy po stronie zasilania; sam odczyt V1=230 V nie wskazuje spadku po stronie pierwotnej, natomiast zaniżenie napięcia wtórnego w tym zadaniu jest przypisane do uszkodzenia wtórnego.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli napięcie pierwotne jest prawidłowe, a wtórne jest zauważalnie zaniżone, w pierwszej kolejności rozważa się uszkodzenia wpływające na przekładnię i straty uzwojenia wtórnego, typowo zwarcie międzyzwojowe.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co oznacza przekładnia transformatora jednofazowego?
Przekładnia określa stosunek napięć (w przybliżeniu taki sam jak stosunek liczby zwojów): U1/U2 ≈ N1/N2. Jeśli zasilanie pierwotne jest prawidłowe, to napięcie wtórne powinno być bliskie znamionowemu. Odchyłki mogą wskazywać na uszkodzenie uzwojeń lub duże obciążenie.
Dlaczego przy V1=230 V napięcie wtórne nie powinno spaść do 40 V?
Jeśli transformator jest sprawny i pomiar dotyczy zacisków wtórnych, to przy napięciu pierwotnym równym znamionowemu wtórne zwykle jest zbliżone do wartości znamionowej (tu 50 V). Spadek do 40 V sugeruje zmianę efektywnej liczby zwojów albo wzrost strat, np. przez zwarcie międzyzwojowe.
Co to jest częściowe zwarcie międzyzwojowe w uzwojeniu?
To uszkodzenie, w którym część zwojów uzwojenia zwiera się ze sobą. Powoduje to duże prądy w lokalnej pętli, wzrost nagrzewania i pogorszenie parametrów transformatora. Skutkiem bywa zaniżone napięcie wtórne oraz gorsza stabilność napięcia przy obciążeniu.
Jak odróżnić przerwę uzwojenia wtórnego od zwarcia międzyzwojowego po pomiarach?
Przerwa uzwojenia (w miejscu istotnym dla obwodu) zwykle daje brak napięcia na zaciskach wtórnych lub brak ciągłości w pomiarze rezystancji. Zwarcie międzyzwojowe częściej powoduje zaniżone napięcie, grzanie i wzrost strat. Kluczowe jest też, gdzie dokładnie podłączony jest woltomierz.
Czy obciążenie transformatora może powodować spadek z 50 V do 40 V?
Tak, silne obciążenie lub zwarcie w obwodzie wtórnym może obniżać napięcie. Jednak w zadaniach diagnostycznych często zakłada się warunki pomiaru pozwalające ocenić stan uzwojeń. Jeśli spadek pojawia się bez wyraźnego obciążenia, bardziej podejrzane jest uszkodzenie uzwojenia (np. zwarcie międzyzwojowe).
Jakie pomiary potwierdzają podejrzenie zwarcia w uzwojeniu wtórnym?
Pomocne są: porównanie napięcia jałowego z napięciem pod niewielkim obciążeniem, pomiar rezystancji uzwojenia (choć zmiany mogą być małe), obserwacja nagrzewania, a także pomiar prądu jałowego i strat. W praktyce serwisowej stosuje się również testy izolacji odpowiednimi przyrządami.
Gdzie w układzie powinien być podłączony woltomierz V2 w takim zadaniu?
Zwykle V2 mierzy napięcie na zaciskach uzwojenia wtórnego transformatora (lub na elementach bezpośrednio do niego dołączonych). Dokładne miejsce podłączenia wynika ze schematu. Jeśli V2 jest w innym punkcie (np. za elementem zabezpieczającym), interpretacja wyniku może się zmienić.
Dlaczego przerwa w uzwojeniu pierwotnym jest mało prawdopodobna przy V1=230 V?
W typowej diagnostyce przerwa w uzwojeniu pierwotnym uniemożliwia prawidłową pracę transformatora, a w zależności od punktu pomiaru skutkuje brakiem napięcia "na transformatorze" lub brakiem napięcia wtórnego. Skoro wskazanie V1 potwierdza poprawne 230 V, częściej szuka się problemu po stronie wtórnej.
Jak takie zagadnienie może się przydać technikowi gazownictwa?
W eksploatacji obiektów z instalacjami gazowymi spotyka się automatykę i zasilanie urządzeń (sterowniki, zawory, czujniki) z transformatorów bezpieczeństwa. Umiejętność interpretacji spadku napięcia pomaga szybciej wykryć usterkę zasilania układów sterowania i ograniczyć ryzyko błędnej pracy zabezpieczeń.
Jakie błędy najczęściej popełnia się w zadaniach o uszkodzenia transformatora?
Najczęściej: mylenie przerwy ze zwarciem, nieuwzględnianie przekładni i napięć znamionowych, ignorowanie miejsca pomiaru w schemacie oraz zakładanie, że każde odchylenie napięcia to "złe zasilanie". Warto zawsze porównać: co jest prawidłowe (V1) i co jest odchylone (V2).
info

Około 54% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Transformator ma U1n=230 V i U2n=50 V, więc przy prawidłowym zasilaniu na pierwotnym (V1=230 V) wtórne powinno być bliskie 50 V."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): Transformator – opis zasady działania i zależności przekładni, https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator (dostęp 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): Shorted turns – ogólny opis zwarcia międzyzwojowego i jego skutków w uzwojeniach, https://en.wikipedia.org/wiki/Shorted_turn (accessed 2026-03-01)
  • All About Circuits: Transformer Basics (fundamentals of turns ratio and voltage), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-9/transformer-basics/ (accessed 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział o transformatorach jednofazowych i przekładni
  • Materiały szkolne z elektrotechniki: zwarcia międzyzwojowe i przerwy uzwojeń
  • Instrukcje serwisowe (ogólne) diagnostyki transformatorów i zasilaczy
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego