W przedstawionym układzie silnik prądu stałego jest połączony jako silnik bocznikowy: gałąź wirnika jest zasilana z zacisków zasilania, a gałąź wzbudzenia (uzwojenie wzbudzenia) jest dołączona równolegle do zasilania, lecz wewnątrz tej gałęzi elementy są połączone szeregowo (uzwojenie wzbudzenia + regulowany opornik).
W przybliżeniu prędkość obrotowa takiego silnika opisuje zależność:
n ≈ U/(k·Φ), gdzie U to napięcie zasilania, k to stała konstrukcyjna, a Φ to strumień magnetyczny wytwarzany przez uzwojenie wzbudzenia.
Co się dzieje przy przerwie w regulowanym oporniku?
- Opornik jest w szeregu z uzwojeniem wzbudzenia, więc przerwa w oporniku oznacza przerwę w całym obwodzie wzbudzenia.
- Prąd wzbudzenia Iw spada praktycznie do zera, a strumień Φ zanika (pozostaje jedynie niewielki magnetyzm szczątkowy).
- Gdy Φ maleje, z zależności n ≈ U/(k·Φ) wynika gwałtowny wzrost prędkości – zjawisko "rozbiegania" silnika.
Dlatego odpowiedź "znacznie wzrośnie" jest poprawna: zanik wzbudzenia w silniku bocznikowym prowadzi do niebezpiecznego wzrostu prędkości, a w praktyce może powodować uszkodzenie mechaniczne.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "zmaleje dwukrotnie" – brak podstaw, bo skutek nie jest liniowy i nie wynika z typowej regulacji opornikiem; przy zaniku wzbudzenia prędkość rośnie, a nie maleje.
- "zmaleje do zera" – to typowa pomyłka polegająca na utożsamieniu przerwy w dowolnym obwodzie z zatrzymaniem napędu. Zatrzymanie byłoby bardziej związane z przerwą w obwodzie wirnika lub brakiem zasilania, nie z zanikiem wzbudzenia.
- "nie zmieni się" – prędkość silnika bocznikowego silnie zależy od strumienia wzbudzenia, więc przerwanie obwodu wzbudzenia jest zmianą krytyczną.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli awaria dotyczy obwodu wzbudzenia w silniku bocznikowym, myśl o rozbieganiu (wzrost prędkości). Jeśli dotyczy obwodu wirnika lub zasilania, częściej pojawia się spadek momentu i zatrzymanie.
