Grzałka oporowa jest (w przybliżeniu) odbiornikiem rezystancyjnym, więc do obliczeń prądu można użyć zależności mocy czynnej: P = U · I (dla prądu stałego lub dla obciążenia czysto rezystancyjnego w AC, gdzie cosφ≈1).
W zadaniu podano dane pojedynczej grzałki: PN=2000 W oraz UN=230 V. Zatem prąd znamionowy jednej grzałki wynosi:
I = P / U = 2000 W / 230 V ≈ 8,70 A.
Kluczowe jest poprawne odczytanie, co oznacza "sieć 230/400 V" oraz "połączenie w gwiazdę". W typowej sieci trójfazowej 230/400 V napięcie fazowe (między przewodem fazowym a neutralnym) wynosi 230 V, a napięcie międzyfazowe (liniowe) wynosi 400 V. W połączeniu gwiazda każdy element (tu: każda grzałka) jest włączony między fazę a punkt wspólny (zwykle neutralny), czyli jest zasilany napięciem fazowym 230 V. To oznacza, że każda grzałka pracuje dokładnie przy swoim napięciu znamionowym UN=230 V.
W układzie symetrycznym połączonym w gwiazdę zachodzi zależność: Iliniowy = Ifazowy. Skoro prąd jednej grzałki (prąd fazowy) wynosi ok. 8,7 A, to taki sam prąd popłynie w każdym z przewodów zasilających (fazowych).
- Odpowiedź "8,7 A" jest poprawna, bo wynika bezpośrednio z P/U dla pojedynczej grzałki pracującej przy 230 V oraz z faktu, że w gwieździe prąd liniowy równa się fazowemu.
- Odpowiedź "5,0 A" bywa skutkiem użycia nieprawidłowego napięcia lub pomylenia zależności dla mocy trójfazowej bez analizy, że dane znamionowe dotyczą jednego elementu.
- Odpowiedź "15,1 A" może wynikać z błędnego przeliczenia mocy całkowitej lub niepoprawnego łączenia zależności gwiazda/trójkąt.
- Odpowiedź "26,1 A" typowo pojawia się po pomyleniu wielkości fazowych i liniowych albo po przyjęciu, że prąd "sumuje się" w przewodzie zasilającym, co w symetrycznej gwieździe nie zachodzi w ten sposób.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze ustal najpierw, jakie napięcie jest na pojedynczym odbiorniku w danym sposobie połączenia (gwiazda/trójkąt), a dopiero potem licz prąd.
