KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2020

PYTANIE NR 12.
Podczas remontu układu napędowego zawierającego silnik, którego schemat połączeń przedstawiono na rysunku, wymieniono rozrusznik na inny, o rezystancji Rr dwukrotnie wyższej niż pierwotnie. Spowoduje to w przybliżeniu dwukrotne zmniejszenie
Ilustracja przedstawia schemat połączeń układu napędowego z silnikiem elektrycznym, co jest typowe dla egzaminów zawodowych
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystor rozruchowy Rr jest włączony szeregowo z obwodem twornika, więc prąd rozruchowy spełnia zależność I≈U/(Rr+R). Po podwojeniu Rr (przy stałym napięciu) prąd rozruchowy w przybliżeniu maleje dwukrotnie. Obwód wzbudzenia bocznikowego jest równoległy, więc jego prąd i strumień nie zmieniają się tak samo.

Pełne wyjaśnienie:

W rozpatrywanym układzie silnika prądu stałego rozrusznik (rezystor rozruchowy) Rr znajduje się szeregowo w gałęzi twornika (A1–A2). Jego zadaniem jest ograniczenie prądu w chwili włączenia, gdy SEM przeciwna twornika jest jeszcze mała, a sama rezystancja uzwojenia twornika jest niewielka.

W chwili rozruchu prąd w gałęzi twornika można opisać (w przybliżeniu) prawem Ohma:

Ir ≈ U / (Rr + Ra),

gdzie Ra to rezystancja twornika (oraz ewentualnych elementów szeregowych). Skoro zmieniono rozrusznik na taki, którego rezystancja jest dwukrotnie większa, a napięcie zasilania pozostaje takie samo, to mianownik ułamka rośnie około dwukrotnie. W efekcie prąd rozruchowy maleje w przybliżeniu dwukrotnie. To uzasadnia poprawność odpowiedzi "prądu rozruchowego."

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "czasu rozruchu." Zwiększenie Rr zmniejsza prąd twornika, a więc i moment rozruchowy. Mniejszy moment oznacza zwykle dłuższy (a nie krótszy) rozruch, więc nie ma podstaw do stwierdzenia o "dwukrotnym zmniejszeniu" czasu.
  • "prądu uzwojenia wzbudzenia." W silniku bocznikowym uzwojenie wzbudzenia (E1–E2) jest zasilane równolegle do gałęzi twornika i jest podłączone przed Rr. Zmiana Rr w gałęzi twornika nie powoduje wprost dwukrotnej zmiany prądu wzbudzenia.
  • "strumienia magnetycznego wzbudzenia." Strumień wzbudzenia zależy głównie od prądu uzwojenia wzbudzenia. Skoro prąd wzbudzenia nie ulega takiej zmianie jak prąd twornika, to także strumień nie zmniejszy się dwukrotnie wskutek samego podwojenia Rr.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal, w którym obwodzie leży zmieniany element (szeregowo czy równolegle), a dopiero potem wnioskuj o tym, która wielkość (prąd/strumień/czas) zmieni się "wprost".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prąd rozruchowy to prąd pobierany przez silnik w chwili włączenia, zanim osiągnie prędkość. Na starcie SEM przeciwna jest mała, więc prąd ogranicza głównie rezystancja obwodu (np. rozrusznik Rr i rezystancja twornika).
Rezystor Rr włączony szeregowo z twornikiem zwiększa całkowitą rezystancję obwodu w chwili startu. Dzięki temu ogranicza prąd i chroni uzwojenia oraz elementy łączeniowe przed przeciążeniem podczas rozruchu.
W przybliżeniu obowiązuje zależność I ≈ U/R. Jeśli napięcie zasilania się nie zmienia, a rezystancja w obwodzie szeregowym rośnie, to prąd maleje. Podwojenie Rr zwykle daje około dwukrotny spadek prądu rozruchowego.
W silniku bocznikowym uzwojenie wzbudzenia jest podłączone równolegle do zasilania, niezależnie od gałęzi twornika. Zmiana rezystora Rr w obwodzie twornika nie powoduje automatycznie proporcjonalnej zmiany prądu wzbudzenia.
Wzbudzenie bocznikowe oznacza, że uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z tej samej sieci co twornik, ale równolegle, a nie szeregowo. Dzięki temu prąd wzbudzenia zależy głównie od napięcia i rezystancji uzwojenia wzbudzenia.
Moment w silniku prądu stałego zależy od strumienia wzbudzenia i prądu twornika. Gdy strumień jest w przybliżeniu stały (wzbudzenie bocznikowe), a prąd twornika spada, to spada też moment. Skutkiem bywa wolniejszy rozruch.
Większa rezystancja Rr ogranicza prąd twornika, a więc i moment napędowy na starcie. Gdy moment jest mniejszy, silnik wolniej przyspiesza do prędkości roboczej. Dlatego czas rozruchu częściej rośnie niż maleje.
Połączenie szeregowe oznacza jeden tor przepływu prądu: prąd musi przepłynąć kolejno przez elementy. Na schemacie widać je "w linii" tej samej gałęzi, bez rozgałęzienia. W tym zadaniu Rr leży w gałęzi twornika.
Częsty błąd to przenoszenie skutków z gałęzi twornika na gałąź wzbudzenia (mimo że są równoległe). Inny błąd to mylenie zależności: większa rezystancja nie "przyspiesza", tylko zmniejsza prąd i zwykle zmniejsza moment rozruchowy.
Wystarczy wskazać, że Rr jest w szeregu z twornikiem, więc (w przybliżeniu) I ≈ U/R. Skoro Rr wzrosło 2 razy przy tym samym U, to prąd w tej gałęzi spada około 2 razy. To odpowiada prądowi rozruchowemu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 47% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że rezystor rozruchowy Rr jest włączony szeregowo z obwodem twornika, więc prąd rozruchowy spełnia zależność I≈U/(Rr+R).

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Prawo Ohma" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (PL): "Silnik prądu stałego" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_pr%C4%85du_sta%C5%82ego (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podręcznik do elektrotechniki: obwody prądu stałego i prawo Ohma
  • Materiały o silnikach prądu stałego: silnik bocznikowy i rozruch
  • Zadania rachunkowe z obwodów szeregowych/równoległych (DC)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego