Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE6 + ELE7 - CZERWIEC 2017



PYTANIE NR 7.
Ile par biegunów ma generator wytwarzający napięcie o częstotliwości 50 Hz przy prędkości obrotowej 1500 obr/min?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z zależności dla maszyn synchronicznych: f = (p · n) / 60. Po przekształceniu p = (f · 60) / n. Dla f=50 Hz i n=1500 obr/min: p=(50·60)/1500=3000/1500=2. Zatem generator ma dwie pary biegunów (czyli 4 bieguny).

Pełne wyjaśnienie:

W generatorze synchronicznym częstotliwość napięcia na wyjściu wynika bezpośrednio z prędkości obrotowej wirnika oraz liczby par biegunów. Obowiązuje zależność:

f = (p · n) / 60, gdzie: f – częstotliwość [Hz], p – liczba par biegunów, n – prędkość obrotowa [obr/min].

Aby obliczyć liczbę par biegunów, przekształcamy wzór:

p = (f · 60) / n

Podstawiamy dane z zadania:

  • f = 50 Hz
  • n = 1500 obr/min

Obliczenie:

p = (50 · 60) / 1500 = 3000 / 1500 = 2

Zatem poprawna odpowiedź to dwie pary (co odpowiada łącznie 4 biegunom).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • Cztery pary oznaczałyby p=4, więc f=(4·1500)/60=100 Hz, a nie 50 Hz.
  • Sześć par (p=6) dałoby f=(6·1500)/60=150 Hz.
  • Osiem par (p=8) dałoby f=(8·1500)/60=200 Hz.

Wskazówka egzaminacyjna: dla sieci 50 Hz warto kojarzyć typowe prędkości synchroniczne: 3000 obr/min → 1 para, 1500 obr/min → 2 pary, 1000 obr/min → 3 pary, 750 obr/min → 4 pary. Ułatwia to szybkie sprawdzanie wyniku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć liczbę par biegunów generatora z częstotliwości i prędkości?
Użyj zależności dla maszyn synchronicznych: f = (p·n)/60. Przekształć do p = (f·60)/n, gdzie f jest w Hz, a n w obr/min. Po podstawieniu danych policz p i pamiętaj, że p to pary biegunów, a nie liczba biegunów.
Co oznacza liczba par biegunów w generatorze synchronicznym?
Liczba par biegunów p informuje, ile "układów N–S" znajduje się na wirniku. Ma bezpośredni wpływ na prędkość synchroniczną i częstotliwość napięcia: im więcej par biegunów, tym przy tej samej częstotliwości generator musi obracać się wolniej.
Dlaczego w obliczeniach występuje dzielenie przez 60?
We wzorze f = (p·n)/60 prędkość n jest podana w obr/min. Aby powiązać ją z częstotliwością w 1/s (Hz), trzeba przeliczyć minuty na sekundy, stąd dzielnik 60. Pominięcie tej liczby to częsty błąd rachunkowy.
Czy 1500 obr/min zawsze oznacza 2 pary biegunów?
Tylko wtedy, gdy mówimy o częstotliwości 50 Hz i maszynie synchronicznej. Zależność jest jednoznaczna: p=(f·60)/n. Jeśli częstotliwość byłaby inna (np. 60 Hz) albo prędkość różna, wynik mógłby się zmienić.
Jaka jest różnica między 4 biegunami a 2 parami biegunów?
2 pary biegunów oznaczają łącznie 4 bieguny (dwa N i dwa S) rozmieszczone na obwodzie wirnika. Pary biegunów to wygodny zapis do wzorów: w relacji f–n występuje p, a nie liczba wszystkich biegunów.
Jak szybko sprawdzić wynik bez liczenia na kalkulatorze?
Dla 50 Hz zapamiętaj typowe prędkości synchroniczne: 3000 obr/min → 1 para, 1500 obr/min → 2 pary, 1000 obr/min → 3 pary, 750 obr/min → 4 pary. To pozwala błyskawicznie ocenić, czy obliczenie ma sens.
Jakie błędy najczęściej popełnia się w zadaniach o pary biegunów?
Najczęstsze pomyłki to: mylenie par z liczbą biegunów, pomijanie dzielnika 60, podstawianie złych jednostek (obr/s zamiast obr/min) oraz odwrócenie wzoru przy przekształcaniu. Warto zawsze zrobić krótki "test sensu" wyniku.
Czy ten wzór dotyczy też silnika synchronicznego?
Tak. Dla silnika synchronicznego zależność między częstotliwością zasilania, prędkością i liczbą par biegunów jest taka sama: f = (p·n)/60. Różnica praktyczna polega na tym, że w silniku częstotliwość jest narzucona przez sieć lub falownik, a prędkość wynika z synchronizmu.
Kiedy w energetyce spotyka się generatory 4-biegunowe (2 pary)?
Konfiguracja 4 bieguny (czyli 2 pary) przy 50 Hz odpowiada prędkości 1500 obr/min. Jest typowa m.in. w agregatach prądotwórczych z silnikiem spalinowym oraz w niektórych generatorach w elektrociepłowniach, gdzie taka prędkość jest praktyczna konstrukcyjnie.
Czy z większą liczbą par biegunów generator jest zawsze lepszy?
Nie zawsze. Więcej par biegunów pozwala uzyskać 50 Hz przy niższej prędkości, ale zwykle zwiększa gabaryty i masę maszyny. Dobór zależy od napędu (turbina, silnik), wymagań mechanicznych i ekonomicznych. W praktyce szuka się kompromisu dla danej instalacji.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 65% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Korzystamy z zależności dla maszyn synchronicznych: f = (p · n) / 60."

Źródła:

  • Stephen J. Chapman, "Electric Machinery Fundamentals", 5th edition, McGraw-Hill, rozdział dotyczący maszyn synchronicznych (zależność prędkości synchronicznej, częstotliwości i liczby biegunów), 2012
  • A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Stephen D. Umans, "Electric Machinery", 7th edition, McGraw-Hill, część o maszynach synchronicznych (relacja f–n–p), 2014
  • Theodore Wildi, "Electrical Machines, Drives, and Power Systems", 6th edition, Pearson/Prentice Hall, rozdział o generatorach synchronicznych (synchronous speed and frequency relation), 2006

Materiały:

  • Podręcznik do maszyn elektrycznych (rozdziały: maszyny synchroniczne, prędkość synchroniczna)
  • Zbiór zadań z elektrotechniki/maszyn elektrycznych (zadania na f, n i p)
  • Notatki własne: tabela typowych prędkości synchronicznych dla 50 Hz (3000/1500/1000/750 obr/min)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego