KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 8.
W której części transformatora występują straty wynikające z histerezy magnetycznej?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Straty wynikające z histerezy magnetycznej powstają w materiale ferromagnetycznym, który jest cyklicznie magnesowany i rozmagnesowywany przez zmienny strumień. W transformatorze takim materiałem jest rdzeń (blachy rdzenia), dlatego straty histerezowe zalicza się do strat w rdzeniu, a nie w uzwojeniach czy izolacji.

Pełne wyjaśnienie:

Histereza magnetyczna to zjawisko występujące w ferromagnetykach (np. w stalach elektrotechnicznych), w którym zależność między indukcją magnetyczną a natężeniem pola tworzy pętlę histerezy. Oznacza to, że podczas każdego cyklu przemagnesowania część energii jest nieodwracalnie tracona (zamieniana głównie na ciepło) w materiale magnetycznym.

W transformatorze elementem wykonanym z ferromagnetyka jest rdzeń, czyli obwód magnetyczny prowadzący strumień. Ponieważ rdzeń pracuje w zmiennym polu magnetycznym, to właśnie tam występują straty w żelazie, do których należą m.in. straty histerezowe. Są one obecne nawet przy pracy jałowej (gdy transformator jest zasilony, ale nie obciążony), bo strumień w rdzeniu nadal się zmienia.

  • Odpowiedź "W rdzeniu." jest poprawna, bo histereza dotyczy materiału magnetycznego obwodu magnetycznego, a ten znajduje się w rdzeniu.
  • Odpowiedź "W uzwojeniach." jest błędna, ponieważ uzwojenia generują przede wszystkim straty rezystancyjne (cieplne) związane z przepływem prądu, a nie straty wynikające z przemagnesowania materiału ferromagnetycznego.
  • Odpowiedź "W izolacji." jest błędna, bo izolacja pełni funkcję dielektryczną i nie jest elementem ferromagnetycznym; nie zachodzi w niej proces cyklicznego namagnesowania charakterystyczny dla histerezy.
  • Odpowiedź "W karkasie." jest błędna, ponieważ karkas (element konstrukcyjny/nośny) nie stanowi części obwodu magnetycznego z materiału ferromagnetycznego odpowiedzialnego za pętlę histerezy.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się histereza magnetyczna, automatycznie szukaj elementu z ferromagnetyka prowadzącego strumień (rdzeń, jarzmo). Gdy mowa o stratach od prądu, myśl o uzwojeniach.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Straty histerezowe to część strat w rdzeniu wynikająca z cyklicznego magnesowania i rozmagnesowywania ferromagnetyka. Każdy cykl przemagnesowania powoduje zużycie energii (wydzielanie ciepła), bo materiał ma pętlę histerezy. Te straty występują także przy pracy jałowej.
Histereza jest zjawiskiem magnetycznym właściwym dla ferromagnetyków. Rdzeń transformatora jest wykonany z materiału ferromagnetycznego i prowadzi strumień magnetyczny, więc ulega przemagnesowaniu. Uzwojenia są przewodnikami; dominują w nich straty cieplne od prądu (rezystancja), a nie straty histerezowe.
Najczęściej wyróżnia się: straty w rdzeniu (m.in. histereza i prądy wirowe) oraz straty w uzwojeniach (rezystancyjne od obciążenia). W praktyce mogą wystąpić też straty dodatkowe (np. od rozproszeń), ale w pytaniach egzaminacyjnych kluczowy jest podział: rdzeń vs uzwojenia.
Ogranicza się je głównie przez dobór odpowiedniego materiału rdzenia o wąskiej pętli histerezy (mniejsze pole powierzchni pętli) oraz właściwą technologię wykonania rdzenia. W ujęciu ogólnym: im lepsza stal elektrotechniczna i optymalny proces, tym mniejsze straty histerezowe.
Tak. Ponieważ histereza wiąże się z cyklicznym przemagnesowaniem rdzenia, wzrost częstotliwości zwykle zwiększa liczbę cykli na sekundę, a więc i energię tracona w czasie. W praktyce przy zmianie częstotliwości zmienia się bilans strat w rdzeniu, co ma znaczenie przy doborze urządzeń do nietypowych warunków pracy.
Straty w rdzeniu są związane ze strumieniem magnetycznym i pojawiają się nawet bez obciążenia (gdy transformator jest tylko zasilony). Straty w uzwojeniach rosną wraz z prądem obciążenia, bo wynikają z rezystancji przewodów. To rozróżnienie pomaga w diagnostyce nagrzewania i ocenie sprawności.
Nie. Izolacja jest dielektrykiem i nie jest ferromagnetykiem, więc nie ulega przemagnesowaniu w sensie histerezy magnetycznej. Izolacja może mieć inne zjawiska stratne (np. dielektryczne w pewnych warunkach), ale pojęcie "straty histerezowe" dotyczy materiału magnetycznego rdzenia.
Transformatory spotyka się m.in. w zasilaniu szaf sterowniczych, systemów automatyki, telemetrii czy układów pomocniczych w obiektach infrastruktury. Zrozumienie strat (rdzeń vs uzwojenia) ułatwia ocenę nagrzewania, dobór zasilania i identyfikację, czy wzrost temperatury wynika z obciążenia czy z pracy jałowej.
Częsty błąd to wybór "uzwojeń", bo kojarzą się z prądem i ciepłem. Drugi błąd to traktowanie histerezy jako zjawiska izolacyjnego (bo "tłumi" zmiany), mimo że dotyczy ferromagnetyka. Warto zapamiętać: histereza = rdzeń (obwód magnetyczny), rezystancja = uzwojenia.
Ucz się przez mapę skojarzeń: rdzeń → zjawiska magnetyczne (histereza, prądy wirowe), uzwojenia → straty od prądu (rezystancja), izolacja → bezpieczeństwo elektryczne. Przerób kilka zadań testowych i pilnuj słów-kluczy: "histereza", "strumień", "rdzeń".
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 63% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że straty wynikające z histerezy magnetycznej powstają w materiale ferromagnetycznym, który jest cyklicznie magnesowany i rozmagnesowywany przez zmienny strumień.

Źródła:

  • Wikipedia: Histereza magnetyczna — https://pl.wikipedia.org/wiki/Histereza_magnetyczna (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia: Transformator — sekcja o stratach w transformatorze — https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (EN): Core loss — opis strat w rdzeniu (histereza, prądy wirowe) — https://en.wikipedia.org/wiki/Core_loss (accessed 2026-02-28)

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw elektrotechniki (działy: magnetyzm, obwody magnetyczne, transformatory)
  • Notatki/lekcje o pętli histerezy i stratach w żelazie
  • Materiały producentów transformatorów opisujące 'core losses' i 'copper losses'

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego