W pomiarze napięcia rzędu 1 kV woltomierzem o maksymalnym zakresie 300 V trzeba spełnić dwa warunki jednocześnie:
- dopasowanie poziomu napięcia do dopuszczalnego napięcia wejściowego przyrządu,
- izolację galwaniczną obwodu pomiarowego (brak bezpośredniego połączenia elektrycznego między stroną mierzoną a torem pomiarowym).
Urządzeniem, które spełnia oba wymagania, jest przekładnik napięciowy. Jego uzwojenie pierwotne podłącza się do badanego obwodu (wysokie napięcie), a z uzwojenia wtórnego otrzymuje się napięcie proporcjonalnie mniejsze, dostosowane do pomiaru. Ponieważ przekładnik jest transformatorem pomiarowym, zapewnia separację pomiędzy stroną pierwotną i wtórną, czyli izolację galwaniczną toru pomiarowego.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?
- Autotransformator nie zapewnia izolacji galwanicznej, ponieważ ma wspólne uzwojenie (część uzwojenia jest wspólna dla strony "wejściowej" i "wyjściowej"). Może zmieniać poziom napięcia, ale nie rozdziela galwanicznie obwodów.
- Dzielnik napięcia (rezystancyjny lub rezystancyjno-pojemnościowy) potrafi obniżyć napięcie do zakresu miernika, lecz zasadniczo nie zapewnia separacji galwanicznej: punkt odniesienia i obwód pomiarowy pozostają elektrycznie połączone z mierzonym obwodem. To narusza wymaganie z treści pytania.
- Transformator separacyjny służy przede wszystkim do uzyskania izolacji galwanicznej (najczęściej przekładnia 1:1), ale nie jest typowo urządzeniem "pomiarowym" do uzyskania zadanego przełożenia dla konkretnego zakresu woltomierza. W kontekście pytania chodzi o element przeznaczony do pomiaru wysokich napięć z odpowiednią przekładnią i separacją, czyli przekładnik napięciowy.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się warunek "izolacji galwanicznej", od razu eliminuj rozwiązania oparte na połączeniu rezystancyjnym (dzielnik) lub wspólnym uzwojeniu (autotransformator). Następnie dobierz urządzenie, które dodatkowo umożliwia bezpieczne zmniejszenie napięcia do zakresu przyrządu.
