KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2012

PYTANIE NR 36.
W prądnicy bocznikowej prądu stałego wskutek nieprawidłowego połączenia uzwojeń wzbudzenia i twornika nastąpiła likwidacja pola magnetycznego szczątkowego. Jaki wpływ na pracę tej prądnicy, napędzanej przez silnik spalinowy, ma to zakłócenie?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prądnica bocznikowa do samowzbudzenia potrzebuje napięcia pochodzącego z magnetyzmu szczątkowego.
Gdy pole szczątkowe zostanie "zniesione" przez błędne połączenia, napięcie nie narasta i prądnica się nie wzbudzi. Zwykle można ją jednak przywrócić do pracy przez krótkotrwałe obce wzbudzenie (podmagnesowanie).

Pełne wyjaśnienie:

Prądnica bocznikowa prądu stałego jest zwykle samowzbudna, czyli jej uzwojenie wzbudzenia jest zasilane z napięcia, które sama wytwarza. Żeby proces narastania napięcia w ogóle się rozpoczął, potrzebne jest "ziarno" napięcia początkowego. Tym ziarnem jest napięcie indukowane dzięki magnetyzmowi szczątkowemu (remanencji) w obwodzie magnetycznym.

Jeżeli w wyniku nieprawidłowego połączenia uzwojeń wzbudzenia i twornika dojdzie do likwidacji pola magnetycznego szczątkowego (np. przez przeciwne namagnesowanie), to po uruchomieniu napędu (silnika spalinowego) prądnica może obracać się z właściwą prędkością, ale na zaciskach pojawi się co najwyżej znikome napięcie. Nie będzie ono wystarczające do wytworzenia prądu wzbudzenia, więc nie nastąpi samowzbudzenie i napięcie nie "pójdzie w górę".

Skutek praktyczny jest więc taki, że poprawna odpowiedź opisuje brak wzbudzenia, ale jednocześnie wskazuje typową drogę powrotu do pracy: chwilowe obcowzbudzenie (podanie prądu wzbudzenia z zewnętrznego źródła lub odpowiednie "podmagnesowanie"), a następnie powrót do pracy jako prądnica bocznikowa. Taki zabieg przywraca właściwy kierunek i wartość strumienia, dzięki czemu samowzbudzenie znów jest możliwe.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Stwierdzenia, że prądnica "wzbudzi się" mimo zaniku remanencji, pomijają warunek konieczny samowzbudzenia: bez pola szczątkowego nie ma napięcia początkowego, a bez niego nie ma prądu wzbudzenia.
  • Teza o "trwałym uszkodzeniu" jest typowym uproszczeniem. Zanik magnetyzmu szczątkowego sam w sobie nie musi oznaczać nieodwracalnej awarii elementów; często jest to stan odtwarzalny przez właściwe wzbudzenie zewnętrzne.
  • Spadek sprawności nie jest tu kluczowym, pierwotnym skutkiem. Główny problem to brak narastania napięcia (brak wzbudzenia), a nie zmiana sprawności już pracującej, wzbudzonej prądnicy.

Na egzaminie warto zapamiętać zasadę: brak remanencji w prądnicy samowzbudnej = brak startu napięcia, a typowa praktyka serwisowa to krótkie obcowzbudzenie w celu "postawienia" maszyny.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pole magnetyczne szczątkowe (remanencja) to niewielkie namagnesowanie pozostające w rdzeniu biegunów po wcześniejszej pracy. Dzięki niemu w chwili rozruchu indukuje się małe napięcie, które zasila uzwojenie wzbudzenia i uruchamia proces samowzbudzenia.
Jeśli połączenie spowoduje zniesienie lub odwrócenie remanencji, na zaciskach nie pojawi się napięcie początkowe. Bez tego napięcia nie popłynie prąd wzbudzenia w uzwojeniu bocznikowym, więc strumień nie narasta i prądnica nie osiąga napięcia znamionowego.
Typowy objaw to brak narastania napięcia wyjściowego mimo prawidłowych obrotów napędu. Miernik pokazuje 0 V lub bardzo małą wartość. Często występuje to po dłuższym postoju, remoncie lub po nieprawidłowym podłączeniu uzwojenia wzbudzenia.
Obcowzbudzenie polega na zasileniu uzwojenia wzbudzenia z zewnętrznego źródła prądu stałego. W sytuacji zaniku remanencji pozwala wytworzyć odpowiedni strumień magnetyczny, a po przywróceniu właściwej biegunowości prądnica może dalej pracować już w trybie bocznikowym (samowzbudnym).
Najczęściej nie. Zanik remanencji to zwykle stan odwracalny, wynikający z historii namagnesowania i połączeń. O trwałym uszkodzeniu mówi się raczej przy spaleniu uzwojeń, zwarciach, uszkodzeniach komutatora lub łożysk. Remanencję da się często odtworzyć przez podmagnesowanie.
Najczęstsze to odwrócenie biegunowości uzwojenia wzbudzenia względem napięcia twornika, błędne połączenie końcówek uzwojenia bocznikowego, przerwa w obwodzie wzbudzenia oraz zbyt duża rezystancja w obwodzie wzbudzenia. Każdy z nich może uniemożliwić narastanie strumienia.
Gdy ma zachowaną remanencję, uzwojenie wzbudzenia jest podłączone zgodnie z biegunowością, a parametry obwodu wzbudzenia umożliwiają przepływ prądu (brak przerwy, właściwa rezystancja). Wtedy małe napięcie początkowe wzmacnia pole i napięcie szybko narasta.
Twornik jest częścią, w której indukuje się napięcie wyjściowe. To napięcie w prądnicy bocznikowej zasila uzwojenie wzbudzenia. Jeśli napięcie w tworniku nie pojawi się (np. brak remanencji), nie ma czym zasilić wzbudzenia i samowzbudzenie nie rusza.
Nie zawsze. Odpowiednia prędkość jest ważna, bo wpływa na wartość indukowanego napięcia, ale potrzebne jest też pole magnetyczne (remanencja) i poprawny obwód wzbudzenia. Przy zaniku pola szczątkowego nawet poprawne obroty nie zapewnią startu procesu narastania napięcia.
Opanuj warunek "co jest potrzebne na początku": remanencja → małe napięcie → prąd wzbudzenia → wzrost strumienia. Ćwicz rozróżnianie prądnicy bocznikowej i obcowzbudnej oraz typowe objawy braku wzbudzenia. Pomaga też analiza schematów połączeń uzwojeń.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 56% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Zwykle można ją jednak przywrócić do pracy przez krótkotrwałe obce wzbudzenie (podmagnesowanie)."

Źródła:

  • Wikipedia (EN): Shunt generator — opis samowzbudzenia i zależności od magnetyzmu szczątkowego, https://en.wikipedia.org/wiki/Shunt_generator (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (EN): Residual magnetism — pojęcie magnetyzmu szczątkowego w materiałach ferromagnetycznych, https://en.wikipedia.org/wiki/Residual_magnetism (dostęp: 2026-02-27)
  • Electrical4U: DC Shunt Generator (Self Excited) — warunki samowzbudzenia i rola remanencji, https://www.electrical4u.com/dc-shunt-generator/ (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z działu: maszyny elektryczne prądu stałego (prądnice DC, samowzbudzenie)
  • Notatki/diagramy warunków samowzbudzenia prądnicy bocznikowej (zależność od remanencji i biegunowości)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: próba jałowa prądnicy DC i procedura podmagnesowania

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego