KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 6.
Pomiar której z wymienionych wielkości elektrycznych umożliwia przyrząd włączony w obwód zasilania silnika indukcyjnego według schematu przedstawionego na rysunku?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny związany z pomiarem wielkości elektrycznych w obwodzie zasilania silnika
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Watomierz mierzy iloczyn prądu w cewce prądowej i napięcia na cewce napięciowej, więc wynik zależy od sposobu podłączenia. Gdy cewka prądowa jest w L1, a napięciowa między L2–L3 (U23), wskazanie jest proporcjonalne do mocy biernej w układzie symetrycznym. Silnik indukcyjny jako odbiornik indukcyjny pobiera z sieci moc bierną.

Pełne wyjaśnienie:

Watomierz elektrodynamiczny nie "ma z definicji" przypisanej jednej wielkości mocy. Jego wskazanie wynika z tego, jaki prąd płynie przez cewkę prądową oraz jakie napięcie jest doprowadzone do cewki napięciowej (a także z ich przesunięcia fazowego).

W pokazanym układzie cewka prądowa jest włączona szeregowo w przewód fazowy L1, więc mierzy prąd I1. Cewka napięciowa nie jest podłączona do tej samej fazy i punktu odniesienia (jak w typowym pomiarze mocy czynnej), tylko jest wpięta między dwie pozostałe fazy, czyli mierzy U23 (L2–L3). W symetrycznym układzie trójfazowym takie skojarzenie prądu z jednej fazy z napięciem między pozostałymi fazami powoduje, że napięcie jest przesunięte fazowo względem prądu w sposób odpowiadający pomiarowi składowej związanej z mocą bierną. W praktyce stosuje się tę konfigurację jako metodę jednego watomierza do wyznaczania mocy biernej, gdzie zachodzi zależność typu Q = √3 · Pw (Pw – wskazanie watomierza w tym połączeniu).

Dlatego poprawne jest wskazanie: "Mocy biernej indukcyjnej pobieranej z sieci." Silnik indukcyjny jest odbiornikiem indukcyjnym: do wytworzenia pola magnetycznego w uzwojeniach potrzebuje mocy biernej i zasadniczo ją pobiera z sieci (nie oddaje jej do sieci w normalnym trybie pracy).

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne, bo:

  • "Mocy czynnej oddawanej do sieci." – silnik w typowej pracy jest odbiornikiem i pobiera moc czynną, a "oddawanie do sieci" dotyczyłoby pracy generatorowej lub hamowania odzyskowego.
  • "Mocy czynnej pobieranej z sieci." – pomiar mocy czynnej wymaga innego standardowego podłączenia watomierza (tak, aby napięcie odpowiadało tej samej fazie co prąd, albo układów dwuwatomierzowych).
  • "Mocy biernej indukcyjnej oddawanej do sieci." – dla obciążenia indukcyjnego kierunek jest odwrotny: moc bierna indukcyjna jest pobierana. Oddawanie mocy biernej jest charakterystyczne raczej dla elementów pojemnościowych (kompensacja).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, między jakimi przewodami jest cewka napięciowa watomierza. Jeśli widzisz podłączenie "krzyżowe" (prąd z jednej fazy, napięcie między dwiema innymi), pomyśl o pomiarze mocy biernej.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Watomierz reaguje na prąd w cewce prądowej i napięcie na cewce napięciowej, więc jego wskazanie zależy od konfiguracji połączeń. W typowym układzie mierzy moc czynną, ale w układach trójfazowych "krzyżowych" może wskazywać wielkość proporcjonalną do mocy biernej.
W układzie trójfazowym symetrycznym napięcie międzyfazowe U23 ma inne przesunięcie fazowe niż napięcie fazowe. Gdy watomierz łączy I1 (z L1) z U23 (L2–L3), uzyskuje się zależność odpowiadającą składowej biernej, a nie czynnej, dlatego wynik jest proporcjonalny do Q.
Silnik indukcyjny do wytworzenia pola magnetycznego w uzwojeniach potrzebuje prądu magnesującego. Ten prąd powoduje pobór mocy biernej indukcyjnej z sieci. Nie wykonuje ona pracy użytecznej, ale jest konieczna do działania maszyny i wpływa na współczynnik mocy.
Moc czynna wiąże się z wykonywaniem pracy i stratami cieplnymi (P), a moc bierna z wymianą energii w polach magnetycznych/elektrycznych (Q). W zadaniach ze schematem zwróć uwagę, czy przyrząd mierzy napięcie "tej samej" fazy co prąd (częściej P), czy między innymi fazami (częściej Q).
Najczęściej przy pracy napędów elektrycznych: sprężarek, pomp, wentylatorów czy dmuchaw w obiektach i stacjach. Silniki indukcyjne pobierają moc bierną, co może pogarszać cos φ i zwiększać prądy w przewodach. Dlatego istotna jest kontrola i ewentualna kompensacja.
Tak, w zależności od polaryzacji połączeń i kierunku przepływu energii wskazanie może być ujemne. W pomiarach mocy w AC znak bywa interpretowany jako "pobór" lub "oddawanie" danej składowej mocy. Na egzaminie ważne jest też rozróżnienie: odbiornik indukcyjny zwykle pobiera Q.
Najczęstsze pomyłki to: automatyczne uznanie, że watomierz zawsze mierzy P, nieuwzględnienie tego, między którymi fazami jest cewka napięciowa, oraz mylenie "pobieranej" z "oddawanej". Pomaga reguła: silnik indukcyjny to obciążenie indukcyjne, więc Q zwykle jest pobierana.
Metody, w których jedno wskazanie watomierza jest przeliczane na Q, zakładają symetrię obciążenia i sieci. Przy asymetrii wyniki mogą nie odpowiadać prostym zależnościom. W pytaniach egzaminacyjnych zwykle przyjmuje się układ symetryczny, jeśli nie podano inaczej.
Silnik w normalnej pracy jest odbiornikiem energii: pobiera moc czynną do napędu oraz (w przypadku indukcyjnego) moc bierną do wzbudzenia pola. "Oddawanie do sieci" sugeruje pracę generatorową albo kompensację pojemnościową, co nie jest typowym trybem pracy zwykłego silnika indukcyjnego.
Ćwicz rozpoznawanie połączeń cewek przyrządów na schematach: gdzie jest wpięta cewka prądowa, a gdzie napięciowa. Zrób zestawienie: typowy pomiar P (układy watomierzowe), pomiar Q (połączenia "krzyżowe"), oraz interpretacja "pobierana/oddawana" dla odbiorników indukcyjnych i pojemnościowych.
info

Statystycznie 64% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że watomierz mierzy iloczyn prądu w cewce prądowej i napięcia na cewce napięciowej, więc wynik zależy od sposobu podłączenia.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Watomierz" – opis zasady działania (cewka prądowa i napięciowa), https://pl.wikipedia.org/wiki/Watomierz - dostęp 2026-03-04
  • Wikipedia (PL): "Moc bierna" – definicja i interpretacja mocy biernej w AC, https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_bierna - dostęp 2026-03-04

Materiały:

  • Rozdziały z elektrotechniki o mocy w obwodach prądu przemiennego (P, Q, S, cos φ)
  • Materiały dydaktyczne o pomiarach w układach trójfazowych (metody watomierzowe)
  • Instrukcje laboratoryjne: pomiar mocy czynnej i biernej w sieci 3-fazowej

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego