KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 30.
Prądnicę tachometryczną prądu stałego zastosowano jako czujnik prędkości silnika elektrycznego. Charakterystykę przetwarzania tej prądnicy przedstawiono na rysunku. Jakim wartościom prędkości obrotowej silnika (w obrotach na minutę) odpowiadają kolejne pomiary napięcia prądnicy tachometrycznej: 7 V, 9 V, 11 V?
Ilustracja przedstawia wykres liniowy, który obrazuje zależność napięcia prądnicy tachometrycznej (U) od prędkości obrotowej
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prądnica tachometryczna DC daje napięcie zależne od prędkości obrotowej.
Aby znaleźć prędkości dla 7 V, 9 V i 11 V, należy dla każdego napięcia odczytać z wykresu odpowiadającą wartość na osi prędkości (z uwzględnieniem skali). Z charakterystyki wychodzi: 1050, 1350, 1650 obr/min.

Pełne wyjaśnienie:

Prądnica tachometryczna prądu stałego jest czujnikiem prędkości obrotowej: w typowym zakresie pracy jej napięcie wyjściowe rośnie wraz z prędkością. W praktyce oznacza to, że mając charakterystykę przetwarzania (wykres zależności napięcia od prędkości), można wyznaczyć prędkość silnika na podstawie zmierzonego napięcia.

W tym zadaniu punktem wyjścia są trzy pomiary napięcia: 7 V, 9 V, 11 V. Postępowanie jest zawsze takie samo:

  • odszukać na osi napięcia wartość pomiaru (np. 7 V),
  • poprowadzić odczyt do krzywej/prostej charakterystyki,
  • z miejsca przecięcia odczytać na osi prędkości odpowiadającą wartość w obr/min,
  • powtórzyć dla 9 V i 11 V.

Z przedstawionej charakterystyki odczyt daje kolejno 1050 obr/min, 1350 obr/min oraz 1650 obr/min. Taki zestaw jest spójny z monotonicznym wzrostem: większe napięcie odpowiada większej prędkości.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne? Odpowiedź "1150,900,650" maleje mimo rosnącego napięcia, co przeczy typowej charakterystyce tachoprądnicy (w dodatku sugeruje odczyt "wsteczny"). Odpowiedź "700, 900, 1100" zachowuje kierunek zmian, ale wartości są zbyt niskie względem odczytu z wykresu (błąd skali lub odczyt z innej podziałki). Odpowiedź "1700, 1350, 1000" miesza kolejność (pierwsza wartość jest najwyższa mimo najniższego napięcia), co zwykle wynika z pomylenia osi lub błędnego przypisania punktów.

Wskazówka egzaminacyjna: zanim wybierzesz liczby, sprawdź opis osi i jednostki oraz oceń, czy wynik jest logiczny (czy rośnie wraz z napięciem). To prosta kontrola, która często eliminuje błędy odczytu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To czujnik prędkości, który wytwarza napięcie proporcjonalne (w pewnym zakresie) do prędkości obrotowej wału. W układach automatyki sygnał napięciowy jest używany do pomiaru, kontroli lub regulacji obrotów silnika.
Najpierw odszukaj na osi napięcia wartość pomiaru, następnie znajdź punkt na krzywej charakterystyki i odczytaj z osi prędkości odpowiadającą wartość w obr/min. Zawsze sprawdź podziałkę osi, bo błąd skali jest najczęstszą pomyłką.
W uproszczeniu: im szybciej obraca się wirnik w polu magnetycznym, tym szybciej "przecinane" są linie pola, co zwiększa siłę elektromotoryczną i napięcie na zaciskach. Dlatego napięcie jest sygnałem informującym o prędkości.
Nie zawsze. W praktyce mogą wystąpić odchylenia od liniowości (np. spadki na szczotkach, nasycenie magnetyczne, obciążenie). Na egzaminie kluczowe jest jednak odczytanie wartości z podanego wykresu, a nie przyjmowanie liniowości "z pamięci".
Najczęściej myli się osie (czy argumentem jest napięcie czy prędkość), pomija mnożnik skali (np. setki zamiast tysięcy), albo odczytuje wartość z sąsiedniej podziałki. Pomaga szybka kontrola logiczna: większe napięcie powinno dać większą prędkość.
Tachoprądnica daje sygnał analogowy (napięcie), co bywa wygodne w prostych regulatorach i układach porównujących wartości. Czujnik impulsowy (np. enkoder) lepiej sprawdza się przy precyzyjnym pozycjonowaniu i cyfrowym zliczaniu, ale wymaga innego toru pomiarowego.
Sprawdź monotoniczność: jeśli napięcie rośnie (7 V, 9 V, 11 V), prędkość nie powinna maleć. Następnie porównaj różnice: często charakterystyka ma w przybliżeniu stałe przyrosty. Na końcu potwierdź jednostki: obr/min, a nie np. rad/s.
Zwykle nie są potrzebne złożone rachunki, ale występuje "obliczenie przez odczyt" z wykresu (czasem z interpolacją). Jeśli wykres jest liniowy i podany jest współczynnik, można liczyć, ale w tym typie zadań kluczowa jest poprawna interpretacja charakterystyki.
Obr/min to podstawowa jednostka obrotów używana w dokumentacji technicznej napędów. Ułatwia porównywanie parametrów silników, nastaw regulatorów i diagnostykę (np. czy napęd osiąga prędkość znamionową). Mylenie obr/min z inną jednostką daje duże błędy.
Ćwicz na różnych wykresach: liniowych i nieliniowych. Zawsze wykonuj ten sam schemat: odczyt osi, skala, punkt na krzywej, wartość wynikowa. Dodatkowo trenuj szybkie sprawdzenie sensowności wyniku (kierunek zmian i rząd wielkości).
info

Statystycznie 45% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Z charakterystyki wychodzi: 1050, 1350, 1650 obr/min."

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z podstaw maszyn elektrycznych (czujniki prędkości, tachoprądnice)
  • Ćwiczenia z interpretacji wykresów i interpolacji (odczyt wartości z charakterystyk)
  • Notatki/lekcje z metrologii elektrycznej: skale, niepewność odczytu, jednostki

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego