W prądnicy prądu przemiennego (zwłaszcza synchronicznej) częstotliwość napięcia na wyjściu jest bezpośrednio związana z prędkością obrotową pola magnetycznego wirnika oraz liczbą biegunów maszyny. To dlatego w lotnictwie, gdzie spotyka się instalacje 400 Hz, kontrola prędkości napędu prądnicy ma kluczowe znaczenie dla utrzymania właściwej częstotliwości zasilania.
Do obliczeń wykorzystuje się zależność prędkości synchronicznej:
n = 120 · f / p
gdzie:
- n – prędkość obrotowa w obr./min,
- f – częstotliwość w Hz,
- p – liczba biegunów.
Z treści zadania wiadomo, że prądnica generuje napięcie o częstotliwości 400 Hz. Kluczowa informacja dodatkowa pochodzi z rysunku (schematu): z niego wynika, jaka jest liczba biegunów (lub par biegunów). Jeśli z rysunku wynika p = 6 biegunów, wówczas:
n = 120 · 400 / 6 = 48000 / 6 = 8000 obr./min
Odpowiedź "8000 obr./min" jest więc poprawna, bo wynika bezpośrednio z podstawienia do wzoru właściwej częstotliwości i liczby biegunów.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe? Każda z nich odpowiadałaby innej liczbie biegunów (albo błędnemu rozumieniu par biegunów):
- "6000 obr./min" pasuje do innej konfiguracji biegunów przy 400 Hz, więc jest sprzeczna z danymi z rysunku.
- "10000 obr./min" to typowy wynik po błędnym przyjęciu innej liczby biegunów lub pomyleniu "biegunów" z "parami biegunów".
- "12000 obr./min" bywa skutkiem pominięcia właściwego parametru z rysunku i dobrania nieprawidłowego p.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze upewnij się, czy w zadaniu/rysunku podano liczbę biegunów, czy liczbę par biegunów. Wzór n = 120·f/p używa liczby biegunów; przy użyciu par biegunów wynik zmieni się dwukrotnie.
