KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2011

PYTANIE NR 23.
Przedstawiony na rysunku przebieg jest napięciem wyjściowym prostownika
Ilustracja przedstawia wykres napięcia w funkcji czasu, co jest typowe dla analizy sygnałów elektrycznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prostownik trójfazowy daje napięcie wyjściowe o regularnych tętnieniach, ale bez spadków do zera, bo kolejne impulsy z trzech faz nakładają się w czasie.
W prostownikach jednopołówkowych i jednofazowych dwupołówkowych (bez filtracji) napięcie okresowo "zapada się" do zera między impulsami.

Pełne wyjaśnienie:

Na rysunku widać przebieg napięcia wyjściowego U(t), który po rozruchu przechodzi w stan ustalony o regularnych tętnieniach. Najważniejsza cecha diagnostyczna to fakt, że pomiędzy kolejnymi wierzchołkami napięcie nie spada do zera – doliny są płytkie, a przebieg pozostaje cały czas dodatni.

Taki kształt jest typowy dla prostownika trójfazowego. W układzie trójfazowym trzy napięcia sinusoidalne są przesunięte w fazie o 120°, więc gdy jedna faza "maleje", inna jest w tym czasie bliżej maksimum. Skutkiem jest nakładanie się kolejnych impulsów na wyjściu prostownika i mniejsze tętnienia w porównaniu z układami jednofazowymi. W praktyce często obserwuje się przebieg wieloimpulsowy (w mostku trójfazowym charakterystyczna jest "gęsta" pulsacja), co sprzyja stabilniejszemu zasilaniu DC.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do pokazanego wykresu?

  • "Prostownik jednopołówkowy" przepuszcza tylko jedną półfalę napięcia. Bez filtracji oznacza to długie przerwy przewodzenia i wyraźne odcinki, w których napięcie wraca do zera w każdym okresie.
  • "Prostownik dwupołówkowy" (jednofazowy) wykorzystuje obie półfale, więc impulsów jest więcej niż w jednopołówkowym, ale nadal między impulsami (bez elementów wygładzających) napięcie dochodzi do zera. Tętnienia są też "rzadsze" niż w typowym układzie trójfazowym.
  • "Prostownik jednofazowy" jako ogólne określenie również nie pasuje do cechy dominującej na wykresie: brak spadków do zera jest charakterystyczny dla prostowania z wielofazowego źródła (lub silnej filtracji), a tutaj sam kształt tętnień wskazuje na rozwiązanie trójfazowe.

W kontekście techniki gazownictwa taka wiedza bywa przydatna przy zasilaniu urządzeń DC, np. w systemach ochrony katodowej gazociągów: mniejsze tętnienia i stabilniejsze napięcie ułatwiają utrzymanie wymaganych parametrów pracy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prostownik to układ, który zamienia napięcie przemienne (AC) na napięcie stałe (DC). Robi to przez "wycinanie" odpowiednich fragmentów sinusoidy i podawanie ich na wyjście jako dodatnie impulsy. W praktyce służy do zasilania urządzeń DC oraz ładowania akumulatorów.
Najczęściej rozpoznasz go po tym, że napięcie ma regularne tętnienia, ale nie spada do zera między kolejnymi wierzchołkami. Impulsy "nakładają się", bo pochodzą z trzech faz przesuniętych w czasie. Dzięki temu przebieg jest bardziej "ciągły" niż w jednofazowym.
Ponieważ w zasilaniu trójfazowym zawsze jakaś faza jest w korzystnym momencie przebiegu (bliżej maksimum), gdy inna już opada. Po wyprostowaniu kolejne fragmenty sinusoid z różnych faz wypełniają przerwy, więc doliny są płytkie i napięcie utrzymuje się powyżej zera.
W jednopołówkowym pojawia się jeden impuls na okres i długie odcinki przerwy, więc napięcie wraca do zera na znaczną część czasu. W dwupołówkowym impulsy są dwa na okres (obie półfale są wykorzystane), ale bez filtracji nadal występują spadki do zera między impulsami.
Bez dodatkowej filtracji (np. kondensatora, dławika) typowe przebiegi po prostowaniu jednofazowym okresowo dotykają zera między impulsami. Jeśli widzisz brak spadków do zera, może to wynikać z silnego wygładzania albo z prostowania wielofazowego (np. trójfazowego). Na egzaminie liczy się interpretacja całego kształtu.
Tętnienia to wahania napięcia stałego wokół wartości średniej. Zbyt duże tętnienia mogą pogarszać pracę odbiorników, powodować niestabilność sterowania lub zakłócenia pomiarów. Prostownik trójfazowy z natury daje mniejsze tętnienia, co ułatwia uzyskanie stabilniejszego DC.
W praktyce gazowniczej prostowniki występują m.in. w systemach zasilania DC dla ochrony katodowej gazociągów oraz w układach zasilania i sterowania, gdzie potrzebne jest napięcie stałe. Umiejętność rozpoznania typu prostownika pomaga w diagnostyce jakości zasilania.
Najczęstsze błędy to: skupienie się tylko na "falowaniu" bez sprawdzenia, czy przebieg dotyka zera; mylenie jednofazowego dwupołówkowego z trójfazowym; oraz założenie, że brak spadków do zera zawsze oznacza kondensator filtrujący. Warto szukać cech kluczowych: ciągłość dodatnia i "gęstość" impulsów.
Ćwicz na przykładach oscylogramów: jednopołówkowy (1 impuls/okres), dwupołówkowy jednofazowy (2 impulsy/okres, spadki do zera), trójfazowy (ciągły dodatni przebieg, płytkie doliny). Ucz się też słów-kluczy: tętnienia, wartość średnia, fazy, nakładanie impulsów.
Tak, to dobra wskazówka. Jednopołówkowy ma najmniej impulsów, jednofazowy dwupołówkowy ma ich więcej, a trójfazowy zwykle daje przebieg "wielopulsowy", przez co tętnienia są częstsze i płytsze. Na rysunkach egzaminacyjnych często widać to jako brak przerw do zera i regularne, gęste garby.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 53% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Wikipedia (PL), "Prostownik" – opis rodzajów prostowników i przebiegów po prostowaniu: https://pl.wikipedia.org/wiki/Prostownik (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits, "Three-Phase Rectifiers" (dział o prostownikach trójfazowych i tętnieniach): https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/three-phase-rectifiers/ (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN), "Three-phase electric power" – przesunięcie faz o 120° (podstawa mechanizmu nakładania się przebiegów): https://en.wikipedia.org/wiki/Three-phase_electric_power (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział z podstaw elektrotechniki: prostowanie i tętnienia napięcia
  • Materiały dydaktyczne z elektroniki energoelektronicznej (prostowniki jednofazowe i trójfazowe)
  • Instrukcje producentów prostowników do ochrony katodowej (opis parametrów DC i tętnień)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego