KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2018 (test 2)

PYTANIE NR 7.
Na rysunku zamieszczono schemat układu pomiarowego do badania transformatora w stanie jałowym. Jakie powinny być minimalne zakresy pomiarowe woltomierzy i amperomierza, aby można było sprawdzić prąd stanu jałowego transformatora o parametrach: Sn = 920 VA, Un1 = 230 V, Un2 = 100 V, i0% = 10%?
Ilustracja przedstawia schemat układu pomiarowego do badania transformatora w stanie jałowym, co jest związane z
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prąd znamionowy strony pierwotnej: In1=Sn/Un1=920/230=4 A. Prąd jałowy: I0=10%·4 A=0,4 A. Minimalne zakresy przyrządów muszą być nie mniejsze niż wartości mierzone: V1≥230 V, V2≥100 V, A≥0,4 A, więc pasuje zestaw 300 V, 150 V, 0,5 A.

Pełne wyjaśnienie:

Badanie transformatora w stanie jałowym wykonuje się przy rozwartym uzwojeniu wtórnym (brak obciążenia). Wtedy transformator pobiera z sieci niewielki prąd jałowy I0, związany głównie z magnesowaniem rdzenia oraz stratami w rdzeniu. W zadaniu podano i0% = 10%, czyli prąd jałowy stanowi 10% prądu znamionowego.

Krok 1: oblicz prąd znamionowy strony pierwotnej.
In1 = Sn / Un1 = 920 VA / 230 V = 4 A.

Krok 2: oblicz prąd jałowy.
I0 = (i0% / 100) · In1 = 0,10 · 4 A = 0,4 A.

Krok 3: dobierz minimalne zakresy mierników. "Minimalny zakres" oznacza najmniejszy taki, który obejmie spodziewaną wartość, bo zbyt duży zakres zwykle pogarsza dokładność odczytu.

  • Woltomierz V1 (po stronie pierwotnej) musi mierzyć napięcie zasilania do co najmniej Un1=230 V, więc zakres nie może być mniejszy niż 230 V.
  • Woltomierz V2 (po stronie wtórnej, bez obciążenia) pokaże napięcie zbliżone do Un2=100 V, więc zakres musi być co najmniej 100 V.
  • Amperomierz w obwodzie pierwotnym ma objąć I0=0,4 A, więc potrzebny jest zakres co najmniej 0,4 A.

Z podanych zestawów poprawny jest ten, w którym zakresy są minimalnie większe od 230 V, 100 V i 0,4 A, czyli 300 V, 150 V oraz 0,5 A.

Pozostałe propozycje są błędne, bo albo mają zbyt małe zakresy napięciowe (np. 30 V i 15 V nie obejmą 230 V i 100 V), albo zbyt duży zakres prądowy (np. 2,5 A), co nie spełnia warunku "minimalne" i pogarsza czułość pomiaru prądu jałowego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To badanie, w którym uzwojenie wtórne jest otwarte (bez obciążenia), a na uzwojenie pierwotne podaje się napięcie do wartości znamionowej. Mierzy się wtedy m.in. prąd jałowy oraz obserwuje napięcie wtórne bez spadków od obciążenia.
Dla danej strony transformatora stosuje się zależność I = S/U, gdzie S podajesz w VA, a U w V. Wynik otrzymujesz w amperach. W zadaniach egzaminacyjnych najczęściej liczy się prąd dla strony pierwotnej, gdy mierzony jest w obwodzie zasilania.
i0% oznacza, że prąd jałowy jest określonym procentem prądu znamionowego. Liczysz więc: I0 = (i0%/100) · In. Typowy błąd to traktowanie i0% jako procentu mocy, a nie prądu.
Rozwarcie wtórnego eliminuje prąd obciążenia, dzięki czemu mierzony prąd po stronie pierwotnej jest głównie prądem magnesującym i prądem strat w rdzeniu. Ułatwia to ocenę jakości rdzenia i wykrywanie nieprawidłowości bez wpływu odbiornika.
Najpierw oblicz spodziewany prąd I0, a potem wybierz najmniejszy zakres przyrządu, który nadal go obejmie (zakres ≥ I0). Zbyt duży zakres (np. kilka amperów dla 0,4 A) zwykle zmniejsza rozdzielczość i utrudnia dokładny odczyt.
V1 mierzy napięcie podawane na uzwojenie pierwotne (zwykle ustawiane autotransformatorem do wartości znamionowej). V2 mierzy napięcie na zaciskach wtórnych przy braku obciążenia, które jest zbliżone do napięcia znamionowego wtórnego.
Nie musi być "dokładnie", ale musi być co najmniej równy spodziewanej wartości, czyli ≥ Un2. W praktyce dobiera się najbliższy wyższy standardowy zakres (np. 150 V dla 100 V), aby nie przekroczyć skali i zachować czytelny odczyt.
Bo minimalny zakres zapewnia lepszą użyteczność pomiaru: większą czułość, lepszą rozdzielczość i mniejszy błąd względny odczytu. Odpowiedź z bardzo dużym zakresem może być "bezpieczna", ale nie spełnia warunku minimalności i jest gorsza metrologicznie.
Najczęstsze pomyłki to: (1) policzenie 10% od mocy zamiast od prądu, (2) pomylenie stron transformatora i użycie Un2 zamiast Un1 w I=S/U, (3) błąd w zapisie procentów (10% jako 10 zamiast 0,10).
W eksploatacji sieci gazowych występują elementy zasilane elektrycznie (np. układy sterowania, zasilacze, urządzenia pomiarowe), a także pomiary kontrolne instalacji elektrycznych towarzyszących. Umiejętność doboru zakresu mierników pomaga bezpiecznie i czytelnie wykonywać diagnostykę.
info

Statystycznie 40% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Prąd znamionowy strony pierwotnej: In1=Sn/Un1=920/230=4 A."

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: transformator – zasada działania, wielkości znamionowe
  • Podstawy pomiarów elektrycznych: dobór zakresów i klasy dokładności przyrządów
  • Instrukcje stanowisk laboratoryjnych: próba biegu jałowego transformatora (opis procedury i bezpieczeństwa)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego