W silniku prądu stałego prąd w uzwojeniach twornika musi być okresowo odwracany podczas obrotu wirnika. Ten proces realizuje komutator i szczotki i nazywa się komutacją. W idealnych warunkach zmiana kierunku prądu w danej cewce zachodzi szybko i bez zakłóceń, ale w praktyce pojawiają się zjawiska utrudniające komutację, m.in. indukowanie sił elektromotorycznych w cewkach oraz reakcja twornika (zniekształcenie i przesunięcie pola magnetycznego pod obciążeniem).
Uzwojenia pomocnicze (spotykane też jako uzwojenia na biegunach pomocniczych/komutacyjnych lub uzwojenia kompensacyjne – zależnie od konstrukcji i nazewnictwa) mają za zadanie wytworzyć takie dodatkowe pole magnetyczne, aby w strefie pod szczotkami warunki do odwrócenia prądu były lepsze. W efekcie:
- zmniejsza się iskrzenie na szczotkach,
- ogranicza się nagrzewanie komutatora i jego zużycie,
- silnik stabilniej pracuje przy zmianach obciążenia (od strony jakości komutacji).
Dlatego odpowiedź "Poprawiają komutację." jest poprawna: opisuje podstawową funkcję uzwojeń pomocniczych w maszynie DC.
Pozostałe propozycje nie pasują do roli uzwojeń pomocniczych:
- "Wytwarzają napięcie remanentu." – remanencja dotyczy magnetyzmu szczątkowego w obwodzie magnetycznym, a nie typowej funkcji dodatkowych uzwojeń w silniku DC. Uzwojenia pomocnicze nie służą do "wytwarzania napięcia remanentu".
- "Zmniejszają rezystancję obwodu twornika." – rezystancja obwodu twornika wynika z parametrów przewodników, połączeń i temperatury. Dodatkowe uzwojenia wpływają głównie na pole magnetyczne i warunki komutacji, a nie na obniżanie rezystancji elektrycznej obwodu twornika.
- "Zapobiegają rozbieganiu się silnika przy spadku obciążenia." – rozbieganie (nadmierny wzrost prędkości) wiąże się z układem regulacji, charakterystyką silnika oraz warunkami zasilania/obciążenia. Uzwojenia pomocnicze nie pełnią funkcji zabezpieczenia przed rozbieganiem; ich rola jest związana z komutacją i ograniczaniem iskrzenia.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w odpowiedziach pojawiają się pojęcia "komutacja", "komutator", "szczotki", "iskrzenie", to najczęściej dotyczą one właśnie elementów/rozwiązań poprawiających przełączanie prądu w uzwojeniach twornika.
