KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 28.
Piec elektryczny o mocy 12 kW zasilany jest z instalacji trójfazowej 3 x 400 V przewodem o długości 20 m i przekroju 4 mm2. Jaki skutek będzie miała wymiana tego przewodu na przewód o takiej samej długości, ale o przekroju 6 mm2?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zwiększenie przekroju przewodu z 4 mm2 do 6 mm2 zmniejsza jego rezystancję (R jest odwrotnie proporcjonalna do przekroju). Przy tym samym obciążeniu oznacza to mniejszy spadek napięcia na przewodach zasilających oraz mniejsze straty cieplne w przewodzie, a nie "razy" zmianę mocy pieca.

Pełne wyjaśnienie:

Wymiana przewodu o przekroju 4 mm2 na przewód 6 mm2 (przy tej samej długości) wpływa przede wszystkim na rezystancję toru zasilania. Rezystancja przewodu rośnie wraz z długością i maleje wraz z przekrojem poprzecznym, co w ujęciu jakościowym opisuje zależność: R ~ L / S.

Skoro długość pozostaje taka sama, a przekrój rośnie, to rezystancja przewodu maleje. Dla zasilania odbiornika prądem oznacza to, że spadek napięcia na przewodach (w uproszczeniu ΔU ~ I · R) będzie mniejszy. W praktyce na zaciskach pieca pojawi się napięcie bliższe napięciu źródła, a przewody będą się mniej nagrzewać, bo straty na nich są związane z I2R.

Dlatego poprawne jest stwierdzenie: "Zmniejszy się spadek napięcia na przewodach zasilających."

Pozostałe odpowiedzi są błędne z następujących powodów:

  • "Moc wydzielana w piecu zmniejszy się 1,5 raza." – sam fakt zwiększenia przekroju przewodu nie powoduje prostego, stałego przeskalowania mocy odbiornika o 1,5. Zmienia się głównie spadek napięcia i straty w przewodzie, a nie "z definicji" moc grzałek.
  • "Zwiększy się spadek napięcia na przewodach zasilających." – jest odwrotnie: większy przekrój to mniejsza rezystancja, więc przy porównywalnym prądzie spadek napięcia maleje.
  • "Moc wydzielana w piecu zwiększy się 1,5 raza." – również nie wynika wprost z relacji 6/4. Nawet jeśli napięcie na zaciskach odbiornika nieznacznie wzrośnie (bo zmaleje spadek na przewodzie), nie jest to tożsame z gwarantowanym wzrostem mocy o dokładnie 1,5.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy pytanie dotyczy wymiany przewodu na grubszy przy tej samej długości, najczęściej testuje zależność przekrój ↑ → rezystancja ↓ → spadek napięcia ↓ → straty na przewodzie ↓.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Spadek napięcia to różnica napięć między początkiem i końcem przewodu, wynikająca z jego rezystancji i płynącego prądu. Im większy prąd i im większa rezystancja przewodu, tym większy spadek napięcia, czyli mniejsze napięcie dociera do odbiornika.
Rezystancja przewodu maleje, gdy rośnie przekrój żyły. Przy tej samej długości i materiale większy przekrój oznacza "łatwiejszy" przepływ prądu, mniejsze straty i mniejszy spadek napięcia na przewodzie.
Bo spadek napięcia jest powiązany z rezystancją przewodu: im mniejsza rezystancja, tym mniejszy spadek przy tym samym obciążeniu. Zwiększenie przekroju obniża rezystancję, więc napięcie na końcu przewodu jest bliższe napięciu zasilania.
Nie musi. Najpewniejszy efekt to zmniejszenie spadku napięcia i strat na przewodzie. Moc odbiornika może się zmienić tylko pośrednio, jeśli wcześniej spadek napięcia był duży i ograniczał napięcie na zaciskach urządzenia.
Straty w przewodach to energia zamieniana na ciepło w przewodzie. Zależą od prądu i rezystancji (w uproszczeniu rosną z I oraz R). Zwiększenie przekroju zmniejsza rezystancję, więc ogranicza nagrzewanie przewodów i straty energii.
Typowe sygnały to podana moc odbiornika, napięcie zasilania, długość przewodu i przekrój żył. Jeśli pytanie pyta o skutek zmiany przekroju przy tej samej długości, zwykle dotyczy spadku napięcia oraz strat cieplnych w przewodzie.
Bo 6/4 = 1,5 może kusić do prostego przeskalowania wyniku. To typowa pułapka: stosunek przekrojów nie oznacza automatycznie takiego samego stosunku mocy odbiornika. Wpływa na rezystancję przewodu, a efekt na moc jest pośredni i nie musi być stały.
Najczęstsze błędy to ignorowanie wpływu długości przewodu, mylenie kierunku zależności (większy przekrój vs większy spadek), oraz zakładanie, że napięcie na odbiorniku zawsze równa się napięciu źródła. W zadaniach warto myśleć: rezystancja przewodu powoduje spadek.
Tak. Spadek napięcia występuje w każdym torze zasilania, również trójfazowym. Zależy od prądu w przewodach oraz ich impedancji. Zwiększenie przekroju żył w praktyce zmniejsza spadek napięcia i poprawia warunki zasilania odbiornika.
Opanuj zależności jakościowe: przekrój ↑ → rezystancja ↓ → spadek napięcia ↓ oraz straty w przewodzie ↓. Poćwicz rozpoznawanie, co zmienia się "na pewno" (spadek, straty), a co może zmieniać się tylko pośrednio (moc odbiornika) zależnie od warunków.
info

Około 48% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że zwiększenie przekroju przewodu z 4 mm2 do 6 mm2 zmniejsza jego rezystancję (R jest odwrotnie proporcjonalna do przekroju).

Źródła:

  • David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, "Podstawy fizyki", tom dotyczący elektryczności – rozdziały o prawie Ohma i oporze elektrycznym przewodników (zależność R od długości i przekroju).

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektrotechniki (prawo Ohma, rezystancja przewodów, spadek napięcia)
  • Materiały dydaktyczne o doborze przekrojów przewodów w instalacjach niskiego napięcia
  • Zadania ćwiczeniowe: obliczanie spadku napięcia i strat mocy w przewodach dla różnych przekrojów i długości

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego