Charakterystyka mechaniczna silnika prądu stałego to zależność prędkości obrotowej n (lub prędkości kątowej ω) od momentu obciążenia M: n=f(M). Dla silnika szeregowego prąd twornika płynie także przez uzwojenie wzbudzenia, więc strumień magnetyczny zależy od obciążenia (w przybliżeniu rośnie z prądem do nasycenia).
W praktyce daje to charakterystykę "miękką":
- Przy małym obciążeniu (mały M, mały prąd) strumień jest mały, więc aby wytworzyć odpowiednią SEM, prędkość rośnie bardzo mocno. To jest powód, dla którego silnik szeregowy nie powinien pracować na biegu jałowym (może dojść do rozbiegania).
- Gdy moment obciążenia rośnie, rośnie prąd, rośnie strumień (do nasycenia), a prędkość spada wyraźnie. Spadek jest dużo większy niż w silniku bocznikowym/obcowzbudnym.
Poprawna jest więc odpowiedź "C", bo odpowiada wykresowi, na którym:
- dla małego momentu prędkość jest bardzo duża,
- ze wzrostem momentu prędkość maleje silnie (krzywa opadająca, typowo nieliniowa).
Pozostałe rysunki są niepoprawne w tym kontekście, bo reprezentują inne typowe zachowania:
- Wykres prawie poziomy (mały spadek prędkości przy wzroście momentu) jest charakterystyczny raczej dla silnika bocznikowego lub obcowzbudnego, gdzie strumień jest w przybliżeniu stały.
- Wykresy o innym przebiegu (np. nienaturalnie rosnąca prędkość wraz z momentem w całym zakresie) nie odpowiadają typowej fizyce pracy silnika DC w stanie ustalonym.
- Wykresy "pośrednie" mogą sugerować silnik bocznikowy z kompensacją lub silnik złożony (compound), a nie czysto szeregowy.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na arkuszu widzisz kilka charakterystyk n(M), to silnik szeregowy rozpoznasz po największej zmienności prędkości i bardzo dużej prędkości przy małym obciążeniu.
