KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2018 (test 2)

PYTANIE NR 35.
Ile wynosi wartość mocy biernej w symetrycznym układzie trójfazowym przedstawionym na rysunku, jeżeli watomierz wskazuje 100 W?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny symetrycznego układu trójfazowego, który jest częścią pytania egzaminacyjnego dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W układzie sztucznym pomiaru mocy biernej jednym watomierzem (cewka prądowa w jednej fazie, napięciowa między dwiema pozostałymi) wskazanie watomierza Pw nie jest Q wprost. Dla układu symetrycznego obowiązuje zależność Q = √3 · Pw, więc przy 100 W otrzymujemy ok. 1,732·100 = 173 var.

Pełne wyjaśnienie:

Moc bierna Q opisuje "wymianę energii" między źródłem a elementami reaktancyjnymi (cewkami i kondensatorami). W układach trójfazowych można ją wyznaczać różnymi metodami pomiarowymi. Na rysunku pokazano tzw. metodę sztuczną z użyciem jednego watomierza, gdzie:

  • cewka prądowa watomierza jest włączona szeregowo w fazę L1,
  • cewka napięciowa jest podłączona między fazy L2–L3.

Dla symetrycznego układu trójfazowego w takim połączeniu istnieje stała zależność między wskazaniem watomierza Pw (w watach) a mocą bierną całego układu:

Q = √3 · Pw

Wartość √3 (około 1,732) wynika z relacji fazowej pomiędzy mierzonym prądem fazowym i napięciem międzyfazowym w tej konfiguracji pomiarowej.

Obliczenie:

  • Pw = 100 W
  • Q = 1,732 · 100 = 173,2 var ≈ 173 var

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 100 var – to typowy błąd zakładający Q = Pw, czyli pominięcie współczynnika √3.
  • 300 var – wynika zwykle z bezrefleksyjnego użycia "trójki" za układ trójfazowy (Q = 3·Pw), ale to nie ta metoda i nie ten związek.
  • 519 var – to w praktyce 3·√3·Pw; taki wynik oznacza nałożenie dwóch współczynników naraz bez uzasadnienia w schemacie.

Na egzaminie kluczowe jest, aby najpierw rozpoznać połączenie z rysunku, a dopiero potem dobrać wzór: w metodzie sztucznej dla układu symetrycznego przelicznik między wskazaniem watomierza a mocą bierną wynosi √3.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moc bierna Q opisuje część mocy w prądzie przemiennym związaną z elementami reaktancyjnymi (cewki, kondensatory), która nie zamienia się na pracę użyteczną. Podaje się ją w var (warach). Nie należy jej mylić z mocą czynną P w watach.
W metodzie sztucznej zwykle widać cewkę prądową watomierza włączoną szeregowo w jedną fazę (np. L1) oraz cewkę napięciową podłączoną między dwie pozostałe fazy (np. L2–L3). Taki układ sugeruje przeliczanie wskazania na Q.
Współczynnik √3 wynika z geometrii wektorów w układzie trójfazowym: napięcie międzyfazowe i prąd fazowy mają w tej konfiguracji określoną relację fazową. W metodzie sztucznej powoduje to, że wskazanie watomierza jest proporcjonalne do Q przez stały przelicznik √3.
Dla symetrycznego układu trójfazowego w tej konfiguracji stosuje się zależność Q = √3 · Pw. Gdy Pw = 100 W, to Q ≈ 1,732 · 100 daje około 173 var. Warto pamiętać o zaokrągleniu do najbliższej odpowiedzi.
Nie w sensie bezpośrednim. Watomierz pokazuje wartość w watach, ale w metodzie sztucznej jest to wartość pośrednia (Pw), która po przemnożeniu przez √3 daje moc bierną całego układu. Decyduje o tym sposób podłączenia cewek do faz.
Najczęściej: (1) mylenie jednostek W i var, (2) przyjmowanie Q = Pw bez √3, (3) używanie Q = 3·Pw "bo trójfazowe", (4) nieuwzględnienie schematu podłączeń watomierza. Na egzaminie zawsze najpierw odczytaj układ z rysunku.
Moc bierną mierzy się m.in. przy ocenie pracy silników i innych odbiorników indukcyjnych, doborze kompensacji (kondensatory) oraz przy diagnostyce obciążenia sieci. Zbyt duża Q może oznaczać nieefektywne wykorzystanie mocy i większe prądy w przewodach.
Warunek symetrii (równe obciążenia faz) jest kluczowy, bo zależność Q = √3 · Pw dotyczy właśnie układu symetrycznego w tej metodzie pomiaru. Przy niesymetrii przelicznik może nie działać wprost, a pomiar jednym watomierzem nie opisuje poprawnie całego układu.
300 var łatwo "wpada do głowy", bo 100 pomnożone przez 3 kojarzy się z trójfazą. To jednak heurystyka, a nie wynik z metody pomiarowej. W tej konfiguracji nie ma przelicznika 3, tylko √3, więc poprawny wynik jest bliżej 173 var.
Praktyczna wskazówka: jeśli na rysunku widzisz cewkę prądową w jednej fazie i napięciową między dwiema pozostałymi, to myśl "międzyfazowe" → pojawia się √3. Następnie licz: Q = √3 · wskazanie watomierza.
info

Około 40% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "W układzie sztucznym pomiaru mocy biernej jednym watomierzem (cewka prądowa w jednej fazie, napięciowa między dwiema pozostałymi) wskazanie watomierza Pw nie jest Q wprost."

Materiały:

  • Podręcznik do elektrotechniki/elektroenergetyki: moce w obwodach AC (P, Q, S) i układy trójfazowe
  • Materiały dydaktyczne z metrologii elektrycznej: pomiar mocy w układach 3-fazowych (metoda sztuczna)
  • Karty katalogowe i instrukcje watomierzy: opis zacisków cewek oraz przykłady połączeń

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego