KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 5.
Wskaż miernik do bezpośredniego pomiaru napięcia na uzwojeniu wzbudzenia maszyny synchronicznej.
Ilustracja przedstawia cztery mierniki analogowe, które są używane do pomiaru różnych wielkości elektrycznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Uzwojenie wzbudzenia maszyny synchronicznej jest zasilane napięciem stałym, więc do bezpośredniego pomiaru napięcia należy użyć woltomierza DC (oznaczenie V z poziomą kreską). Woltomierz AC (V z tyldą) pokaże błędny wynik dla DC, a amperomierze mierzą prąd, nie napięcie.

Pełne wyjaśnienie:

W maszynie synchronicznej pole magnetyczne wirnika wytwarza uzwojenie wzbudzenia. W typowej eksploatacji jest ono zasilane prądem stałym, aby uzyskać możliwie stały strumień w wirniku. Z tego powodu napięcie na uzwojeniu wzbudzenia należy mierzyć przyrządem przeznaczonym do napięcia stałego, czyli woltomierzem DC.

Poprawny wybór rozpoznaje się po oznaczeniach na tarczy: "V" z poziomą kreską oznacza pomiar napięcia stałego. Taki miernik nadaje się do bezpośredniego pomiaru napięcia zasilającego uzwojenie wzbudzenia (w praktyce woltomierz podłącza się równolegle do badanego obwodu).

Dlaczego pozostałe przyrządy nie pasują?

  • Woltomierz AC (symbol "V" z tyldą) jest przeznaczony do napięcia przemiennego. Przy napięciu stałym jego wskazanie będzie nieprawidłowe lub mało użyteczne, bo zasada wyskalowania i ustrój pomiarowy są dobrane pod AC.
  • Amperomierz mierzy prąd, a nie napięcie. Nawet jeśli byłby to amperomierz DC, odpowiadałby na inne pytanie (o prąd wzbudzenia), nie o napięcie.
  • Mikroamperomierz mierzy bardzo małe prądy (rzędu µA). To nie jest pomiar napięcia, a ponadto typowe obwody wzbudzenia pracują na większych wartościach prądu niż zakres mikroamperomierza.

Wniosek: do bezpośredniego pomiaru napięcia na uzwojeniu wzbudzenia wybiera się woltomierz DC rozpoznawalny po symbolu napięcia stałego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Uzwojenie wzbudzenia to uzwojenie (zwykle na wirniku), które po zasileniu prądem stałym wytwarza pole magnetyczne wirnika. To pole współpracuje z polem stojana i umożliwia pracę synchroniczną. Jego parametry (napięcie/prąd) są ważne w diagnostyce i eksploatacji.
Prąd stały daje możliwie stały strumień magnetyczny w wirniku. Dzięki temu wirnik ma "stałe" pole, które sprzęga się z wirującym polem stojana. Zasilanie AC powodowałoby zmienne pole w wirniku, co komplikuje pracę i regulację oraz nie odpowiada typowej konstrukcji układu wzbudzenia.
Woltomierz DC ma oznaczenie V oraz symbol prądu stałego, najczęściej poziomą kreskę (czasem z dodatkową linią przerywaną). To odróżnia go od woltomierza AC, gdzie obok V jest symbol fali/tyldy. Na egzaminie zwracaj uwagę właśnie na te znaki.
Symbol V z tyldą (falą) oznacza, że miernik jest przeznaczony do pomiaru napięcia przemiennego (AC). Taki przyrząd jest dobierany do sieci i obwodów AC, a nie do typowego obwodu wzbudzenia maszyny synchronicznej zasilanego napięciem stałym.
W praktyce nie jest to właściwy dobór. Woltomierz AC jest wyskalowany i skonstruowany do pomiarów napięć przemiennych, więc przy napięciu stałym może wskazywać błędnie albo w sposób nieadekwatny. W eksploatacji i na egzaminie należy stosować woltomierz DC do obwodów wzbudzenia.
Woltomierz podłącza się równolegle do elementu, na którym mierzymy spadek napięcia, czyli do zacisków uzwojenia wzbudzenia (lub punktów zasilania tego uzwojenia). Dodatkowo dobiera się właściwy zakres pomiarowy, aby nie przeciążyć przyrządu i uzyskać czytelny odczyt.
Woltomierz mierzy napięcie i łączy się równolegle, a amperomierz mierzy prąd i włącza się szeregowo w obwód. Pytanie dotyczy napięcia na uzwojeniu wzbudzenia, więc potrzebny jest woltomierz (dla DC). Amperomierz odpowiadałby na pytanie o prąd wzbudzenia.
Mikroamperomierz mierzy bardzo mały prąd (w µA), a nie napięcie. Nawet jeśli jest to przyrząd do DC, odpowiada innej wielkości fizycznej. Dodatkowo typowy obwód wzbudzenia pracuje na większych prądach, więc taki zakres byłby niepraktyczny i prowadziłby do przekroczenia zakresu.
Napięcie wzbudzenia kontroluje się m.in. podczas uruchamiania, przy zmianach obciążenia oraz w diagnostyce usterek układu wzbudzenia. Zbyt niskie napięcie może pogarszać warunki pracy i regulacji, a zbyt wysokie zwiększa straty i ryzyko przegrzania. Regularne pomiary ułatwiają ocenę stanu maszyny.
Najczęstsze błędy to: mylenie AC z DC przez nierozpoznanie symboli na tarczy, wybór amperomierza zamiast woltomierza (pomylenie wielkości), oraz kierowanie się wyłącznie zakresem skali bez sprawdzenia rodzaju pomiaru. Na egzaminie zawsze najpierw ustal: co mierzysz i czy to AC czy DC.
info

Statystycznie 58% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Według specjalistów z branży: "Uzwojenie wzbudzenia maszyny synchronicznej jest zasilane napięciem stałym, więc do bezpośredniego pomiaru napięcia należy użyć woltomierza DC (oznaczenie V z poziomą kreską)."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Maszyna synchroniczna" https://pl.wikipedia.org/wiki/Maszyna_synchroniczna (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Woltomierz" https://pl.wikipedia.org/wiki/Woltomierz (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z maszyn elektrycznych (dział: maszyny synchroniczne i układ wzbudzenia)
  • Materiały dydaktyczne z metrologii elektrycznej (oznaczenia AC/DC, dobór przyrządów)
  • Instrukcje obsługi oraz karty katalogowe mierników tablicowych (symbole na tarczy, zakresy)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego