KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 8.
W układzie pracy transformatora jednofazowego, którego schemat przedstawiono na rysunku, zmniejszono liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego do połowy przy pomocy przełączników P1 i P2.
Po takim przełączeniu napięcie po stronie wtórnej
Ilustracja przedstawia schemat transformatora jednofazowego z dwoma uzwojeniami: pierwotnym i wtórnym.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W transformatorze idealnym napięcie wtórne zależy od przekładni zwojów: U2/U1 = N2/N1. Jeśli jednocześnie zmniejszono liczbę czynnych zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego do połowy, to stosunek N2/N1 pozostaje taki sam. Dlatego przy tym samym zasilaniu U1 napięcie U2 nie zmienia się.

Pełne wyjaśnienie:

Transformator jednofazowy (w przybliżeniu idealnym) opisuje zależność przekładniowa:

U2/U1 = N2/N1, gdzie U1 i U2 to napięcia skuteczne po stronie pierwotnej i wtórnej, a N1 i N2 to liczby czynnych zwojów uzwojeń.

W zadaniu przełączniki P1 i P2 przełączają odczepy tak, że liczby czynnych zwojów zmniejszono do połowy po obu stronach:

  • N1' = 0,5·N1
  • N2' = 0,5·N2

Nowa przekładnia wynosi więc:

N2'/N1' = (0,5·N2)/(0,5·N1) = N2/N1.

Współczynnik 0,5 skraca się, czyli przekładnia pozostaje identyczna. Jeżeli napięcie zasilania U1 nie ulega zmianie, to także napięcie wtórne U2 pozostaje takie samo. To właśnie uzasadnia odpowiedź "nie ulegnie zmianie".

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "Będzie równe zero" byłoby prawdziwe tylko przy przerwaniu obwodu wtórnego lub ustawieniu przełącznika na odczep niepodłączony (brak sprzężenia czynnych zwojów), czego tu nie założono.
  • "Zmaleje dwukrotnie" to typowy wniosek wtedy, gdy zmienia się tylko uzwojenie wtórne (N2) przy stałym N1. Tu jednak zmienia się jednocześnie także N1 w tym samym stosunku, więc przekładnia się nie zmienia.
  • "Wzrośnie dwukrotnie" wymagałoby zwiększenia przekładni N2/N1 (np. zwiększenia N2 lub zmniejszenia N1 bez równoczesnej zmiany drugiej strony). W zadaniu obie strony zmniejszono tak samo, więc nie ma podstaw do wzrostu.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj, czy zmiana dotyczy jednej strony transformatora, czy obu. O napięciu decyduje stosunek zwojów, a nie ich "połowa" lub "dwa razy więcej" rozpatrywane osobno.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przekładnia to zależność między napięciem po stronie wtórnej i pierwotnej wynikająca ze stosunku liczby zwojów uzwojeń. Dla transformatora idealnego opisuje ją wzór U2/U1 = N2/N1, więc liczy się stosunek zwojów, a nie ich wartość bezwzględna.
Bo jednocześnie zmniejszasz licznik i mianownik tego samego stosunku. Jeśli N1' = 0,5·N1 oraz N2' = 0,5·N2, to N2'/N1' = (0,5·N2)/(0,5·N1) = N2/N1. Przekładnia pozostaje taka sama, więc przy stałym U1 także U2 się nie zmienia.
Najpierw ustalasz, co się zmienia: N1, N2 czy oba. Potem liczysz nowy stosunek N2/N1 i porównujesz z poprzednim. Jeśli stosunek rośnie, U2 rośnie; jeśli maleje, U2 maleje; jeśli jest taki sam, U2 pozostaje bez zmian (zakładając niezmienne U1).
Nie. To częsty skrót myślowy. Napięcie zależy od przekładni, czyli stosunku N2/N1. Spadek napięcia wystąpi typowo, gdy zmniejszasz tylko N2 (przy stałym N1). Jeśli jednak zmieniasz obie strony w tym samym stosunku, przekładnia się nie zmienia.
Odczepy to wyprowadzenia z części uzwojenia, które pozwalają wybrać liczbę czynnych zwojów. Przełącznik (np. P1 lub P2) dołącza zasilanie/wyjście do wybranego odczepu, zmieniając efektywną liczbę zwojów, a przez to potencjalnie przekładnię i napięcie.
Gdy przy stałym napięciu U1 i niezmienionym uzwojeniu pierwotnym zmniejszysz liczbę zwojów wtórnych do połowy (N2' = 0,5·N2, a N1 bez zmian). Wtedy stosunek N2/N1 maleje 2 razy, więc U2 również maleje 2 razy.
Tak, ale w innych warunkach niż w tym typie zadania, np. gdy obwód wtórny jest rozłączony w taki sposób, że nie ma podłączenia do żadnego czynnego odczepu, albo gdy uzwojenie wtórne jest przerwane. Samo przełączenie odczepów (bez rozłączenia) nie daje U2 = 0.
Najczęstsze są: pomijanie, że zmienia się także uzwojenie pierwotne; utożsamianie "połowy zwojów" automatycznie z "połową napięcia"; oraz mylenie wpływu przekładni na napięcie z wpływem na moc i dopuszczalne obciążenie. Pomaga zawsze zapisać U2/U1 = N2/N1.
W praktyce spotyka się zasilacze i transformatory w układach sterowania, sygnalizacji i automatyki (np. w szafkach sterowniczych lub urządzeniach detekcji). Umiejętność oceny, czy przełączenie odczepów zmieni napięcie, pomaga w diagnostyce i bezpiecznym doborze zasilania osprzętu.
Zrób "test przekładni": porównaj nowy stosunek N2/N1 ze starym. Jeśli oba uzwojenia zmieniono w tym samym stosunku (np. oba o połowę), stosunek się nie zmienia. Jeśli zmieniło się tylko jedno uzwojenie, stosunek zmienia się proporcjonalnie i tak samo zmieni się U2.
info

Około 61% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "W transformatorze idealnym napięcie wtórne zależy od przekładni zwojów: U2/U1 = N2/N1."

Źródła:

  • Wikipedia (PL) – "Transformator" (zależność przekładniowa napięć i liczby zwojów), https://pl.wikipedia.org/wiki/Transformator (dostęp: 2026-02-27)
  • Electronics Tutorials – "Transformer Turns Ratio" (relacja U/V do N), https://www.electronics-tutorials.ws/transformer/transformer-turns-ratio.html (dostęp: 2026-02-27)
  • HyperPhysics – "Transformer" (podstawowe zależności transformatora idealnego), http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/transform.html (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: rozdział o transformatorach jednofazowych i przekładni zwojowej
  • Ćwiczenia rachunkowe i zadania testowe z zależności U2/U1 = N2/N1
  • Materiały dydaktyczne z pracowni elektrycznej: transformatory z odczepami i pomiary napięć

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego