KWALIFIKACJA ELE6 + ELE7 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 2.
Ile par biegunów posiada generator synchroniczny wirujący z prędkością 1 500 obr/min i wytwarzający energię elektryczną o częstotliwości 50 Hz?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla generatora synchronicznego prędkość zależy od częstotliwości i liczby par biegunów:
n = 60·f / p. Po podstawieniu f = 50 Hz i n = 1500 obr/min otrzymujemy p = (60·50)/1500 = 2. Zatem maszyna ma 2 pary biegunów (czyli łącznie 4 bieguny).

Pełne wyjaśnienie:

W maszynie synchronicznej prędkość obrotowa pola magnetycznego (a przy pracy synchronicznej także prędkość wirnika) jest ściśle związana z częstotliwością napięcia oraz liczbą par biegunów. Zależność ta wynika z faktu, że w jednym okresie zasilania pole magnetyczne "przesuwa się" o ułamek obwodu zależny od liczby biegunów.

Stosuje się wzór na prędkość synchroniczną:

n = 60 · f / p,

gdzie: n – prędkość w obr/min, f – częstotliwość w Hz, p – liczba par biegunów.

W zadaniu dane są: f = 50 Hz oraz n = 1500 obr/min. Przekształcamy wzór do postaci na p:

p = 60 · f / n.

Podstawiamy:

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

Poprawna jest odpowiedź "2", czyli generator ma 2 pary biegunów. Warto zwrócić uwagę na typową pułapkę egzaminacyjną: 2 pary biegunów oznaczają 4 bieguny całkowicie. Dlatego odpowiedź "4" bywa wybierana przez osoby, które nie zauważą, że pytanie dotyczy par biegunów, a nie biegunów.

  • Odpowiedź "1" odpowiadałaby 3000 obr/min przy 50 Hz (zbyt duża prędkość jak na 1500 obr/min).
  • Odpowiedź "3" odpowiadałaby 1000 obr/min przy 50 Hz.
  • Odpowiedź "4" odpowiadałaby 750 obr/min przy 50 Hz i dodatkowo myli pojęcia (bieguny vs pary biegunów).

Na egzaminie warto zapamiętać też "punkty charakterystyczne" dla 50 Hz: 3000 obr/min (1 para), 1500 obr/min (2 pary), 1000 obr/min (3 pary), 750 obr/min (4 pary). To ułatwia szybkie sprawdzanie wyniku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Użyj zależności prędkości synchronicznej: n = 60·f/p, gdzie p to liczba par biegunów. Przekształć na p = 60·f/n i podstaw dane w Hz oraz obr/min. Wynik zaokrągla się do liczby całkowitej, bo pary biegunów są wielkością dyskretną.
Liczba par biegunów (p) to połowa całkowitej liczby biegunów magnetycznych stojana/układu pola. Jeśli maszyna ma 4 bieguny, to ma 2 pary biegunów. W zadaniach egzaminacyjnych kluczowe jest, czy pytanie dotyczy par biegunów, czy biegunów.
Bo z wzoru p = 60·f/n dostajesz: p = (60·50)/1500 = 2. Intuicyjnie: dla 50 Hz prędkość 3000 obr/min odpowiada 1 parze biegunów, a każda dodatkowa para biegunów zmniejsza prędkość (np. 2 pary → 1500 obr/min).
Dla 50 Hz często spotkasz: 3000 obr/min (1 para), 1500 obr/min (2 pary), 1000 obr/min (3 pary), 750 obr/min (4 pary). To są wartości dla pracy idealnie synchronicznej. W praktyce przy maszynach asynchronicznych pojawia się poślizg, więc prędkości są nieco niższe.
W warunkach pracy synchronicznej prędkość mechaniczna jest równa prędkości synchronicznej wynikającej z częstotliwości i liczby par biegunów. W przeciwieństwie do silnika asynchronicznego nie występuje typowy "poślizg" jako zasada działania, choć w stanach przejściowych mogą pojawić się odchylenia.
Najpierw przeczytaj dokładnie, czy pytanie brzmi "par biegunów" czy "biegunów". Potem sprawdź wynik: jeśli wyszło p = 2, to biegunów jest 2·p = 4. Wiele błędów wynika z automatycznego wpisania 4, bo kojarzy się z 1500 obr/min przy 50 Hz.
Pomnóż obie strony przez p: n·p = 60·f. Następnie podziel przez n: p = 60·f/n. To proste przekształcenie jest częstym elementem zadań rachunkowych. Zwróć uwagę na jednostki: f w Hz, n w obr/min.
Najczęściej pułapką jest odpowiedź odpowiadająca liczbie biegunów, a nie par biegunów. Dla 1500 obr/min i 50 Hz masz 2 pary biegunów, czyli łącznie 4 bieguny. Jeśli pytanie mówi o parach, wybór "4" oznacza, że pomylono pojęcia.
Liczba par biegunów determinuje wymaganą prędkość obrotową dla danej częstotliwości. To wpływa na dobór turbiny/napędu (np. czy realne jest 3000 obr/min czy 1500 obr/min), konstrukcję wirnika oraz gabaryty maszyny. W praktyce to jeden z kluczowych parametrów projektowych.
Nie. Liczba par biegunów wynika z fizycznej liczby biegunów magnetycznych w konstrukcji maszyny, więc jest liczbą całkowitą. Jeśli z obliczeń wychodzi wartość niecałkowita, zwykle oznacza to błąd w danych, jednostkach albo w użytym wzorze.
info

Statystycznie 55% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dla generatora synchronicznego prędkość zależy od częstotliwości i liczby par biegunów:n = 60·f / p.

Źródła:

  • Wikipedia: "Synchronous motor" (zależność prędkości synchronicznej od f i liczby biegunów) https://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_motor - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia: "Synchronous generator" (opis pracy synchronicznej i powiązanie z częstotliwością) https://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_generator - dostęp 2026-03-02
  • All About Circuits: "Synchronous Speed" (wzór n_s = 120f/P oraz relacja do liczby par biegunów) https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-11/synchronous-speed/ - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty do przedmiotu "Maszyny elektryczne" (rozdział: maszyny synchroniczne)
  • Notatki z zależności prędkości synchronicznej i przykłady zadań rachunkowych
  • Materiały producentów agregatów prądotwórczych (tabele: rpm vs Hz vs liczba biegunów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego