Pytania z egzaminu ELE.02

Poprawna odpowiedź: B. Transformatory

Transformator ma dwa uzwojenia na wspólnym rdzeniu. Zmienny prąd w pierwszym wytwarza zmieniające się pole magnetyczne, a ono indukuje napięcie w drugim. Energia przechodzi więc z jednego obwodu do drugiego, zwykle przy innym napięciu, ale z tą samą częstotliwością, na przykład 50 Hz.

Dlaczego nie pozostałe? Hydrogeneratory i turbogeneratory to generatory w elektrowniach wodnych i cieplnych: wytwarzają energię elektryczną z ruchu turbiny, a nie przenoszą jej z obwodu do obwodu. Induktor to mała prądnica prądu stałego, na przykład kręcona korbką w mierniku izolacji.

Poprawna odpowiedź: C. 5,0 V

Wartość międzyszczytowa to różnica między najwyższym a najniższym napięciem przebiegu: 5 V − 0 V = 5 V. Dla sinusoidy w gniazdku to od −325 V do 325 V, czyli 650 V.

Dlaczego nie pozostałe? 2,5 V to połowa tej różnicy, czyli wychylenie od środka przebiegu: tak liczy się amplitudę, a nie wartość międzyszczytową. 6,0 V to koniec skali na osi, a 1,5 V nie wynika z wykresu.

Poprawna odpowiedź: D. częstościomierza

Częstotliwość to liczba pełnych cykli fali w ciągu sekundy, podawana w hercach. Mierzy ją wprost częstościomierz wyskalowany w Hz. Potrafi to też większość multimetrów cyfrowych.

Dlaczego nie pozostałe? Watomierz mierzy moc, a waromierz tak zwaną moc bierną. Fazomierz mierzy przesunięcie fazowe, czyli o ile jedna fala wyprzedza drugą, tak jak fazy L1, L2 i L3 przesunięte o jedną trzecią cyklu.

Poprawna odpowiedź: D. 100 Hz

Liczba przy t to pulsacja ω, a ω = 2π · f. Częstotliwość wychodzi więc z dzielenia: f = 628 ÷ (2 · 3,14) = 100 Hz. Człon −π/2 tylko przesuwa falę w czasie i nie zmienia częstotliwości.

Dlaczego nie pozostałe? 628 to sama pulsacja, a nie częstotliwość. 50 to szczyt napięcia (50 V), a nie herce. 314 to pulsacja przy 50 Hz, a ta fala jest dwa razy szybsza.

Poprawna odpowiedź: B. Miedź

Właściwa przewodność elektryczna, inaczej konduktywność, mówi, jak dobrze przewodzi prąd sam materiał. Wśród metali lepiej od miedzi przewodzi tylko srebro, a tego w odpowiedziach nie ma. Dlatego żyły przewodów robi się zwykle z miedzi.

Dlaczego nie pozostałe? Aluminium przewodzi gorzej niż miedź. Brąz to stop miedzi z innymi pierwiastkami, a takie dodatki zmniejszają jej przewodność. Stal przewodzi wielokrotnie gorzej od miedzi.

Poprawna odpowiedź: C. Polwinit i guma

Polwinit i guma są izolatorami: ładunki są w nich związane, więc prawie nie przewodzą prądu. Izolację żył robi się głównie z polwinitu (PVC), polietylenu sieciowanego albo gumy. Oddziela ona żyły od siebie i chroni człowieka przed porażeniem.

Dlaczego nie pozostałe? W każdej z nich jest mika albo silikon, czyli materiał spoza tej listy. Tylko w odpowiedzi C oba materiały należą do tych, z których zwykle robi się izolację żył.

Poprawna odpowiedź: D. 2,5 mm²

Najpierw liczysz prąd grzejnika tak samo jak przy czajniku: I = P ÷ U = 4600 W ÷ 230 V = 20 A. Obciążalność prądowa długotrwała (Idd) to prąd, który może płynąć przewodem stale i nie nagrzewa go ponad temperaturę dopuszczalną dla izolacji żył. Szukasz więc najmniejszego przekroju z Idd co najmniej 20 A, a to przewód 2,5 mm² (24 A).

Dlaczego nie pozostałe? Przewód 1,5 mm² wytrzyma długotrwale tylko 19 A, czyli mniej niż prąd grzejnika. Przekroje 4,0 i 6,0 mm² też by wystarczyły, ale pytanie dotyczy przekroju minimalnego.

Poprawna odpowiedź: B. amperomierza i woltomierza

Metoda techniczna to pomiar pośredni dwoma miernikami: woltomierz pokazuje napięcie na odbiorniku, a amperomierz natężenie prądu, który przez niego płynie. Moc liczysz potem ze wzoru P = U · I.

Dlaczego nie pozostałe? Watomierz mierzy moc bezpośrednio, od razu w watach, więc niczego nie trzeba liczyć. Omomierz i mostek Wheatstone’a służą do pomiaru rezystancji, a nie mocy.

Poprawna odpowiedź: B. Piec oporowy

Współczynnik mocy (cos φ) mówi, jaka część prądu płynącego przewodem wykonuje użyteczną pracę: grzeje, kręci silnikiem albo świeci. Piec oporowy grzeje dzięki rezystancji, tak jak czajnik, więc jego współczynnik mocy jest równy 1, czyli największy możliwy. To się opłaca: tę samą moc dostarcza wtedy najmniejszy prąd, więc wystarczą cieńsze przewody, a w liniach traci się mniej energii.

Dlaczego nie pozostałe? Silniki (uniwersalny i asynchroniczny) oraz wzbudnik indukcyjny pobierają dodatkowo prąd potrzebny do wytworzenia pola magnetycznego, czyli energię bierną. Ich współczynnik mocy jest przez to mniejszy niż 1, więc przy tej samej mocy płynie przez nie większy prąd.

Poprawna odpowiedź: C. Miedź

Rezystywność to opór właściwy materiału: im jest mniejsza, tym lepiej materiał przewodzi prąd. Z tych czterech materiałów najmniejszą ma miedź, dlatego robi się z niej żyły przewodów.

Dlaczego nie pozostałe? Aluminium ma rezystywność większą niż miedź, a stal wielokrotnie większą. Nichrom to stop chromu i niklu, który z założenia słabo przewodzi: to materiał oporowy na rezystory i grzałki.

Poprawna odpowiedź: A. Miedź

Przewodność właściwa, inaczej konduktywność, to odwrotność rezystywności. Mała rezystywność oznacza więc dużą przewodność. Miedź ma najmniejszą rezystywność z tych materiałów, więc ma największą przewodność.

Dlaczego nie pozostałe? Aluminium przewodzi gorzej niż miedź, a stal wielokrotnie gorzej. Chromonikielina to stop chromu i niklu, czyli materiał oporowy, taki jak nichrom: ma dużą rezystywność, a więc małą przewodność.

Poprawna odpowiedź: D. Z kanthalu

W rezystorze drutowym opór daje drut. Robi się go z materiału oporowego. Taki materiał ma dużą rezystywność, więc niedługi drut ma duży opór. Opór drutu mało się przy tym zmienia, gdy drut się nagrzewa. Kanthal, stop głównie żelaza, chromu i aluminium, jest właśnie takim materiałem.

Dlaczego nie pozostałe? Mosiądz, aluminium i cynk dobrze przewodzą prąd, czyli mają małą rezystywność. Rezystor z takiego drutu musiałby być bardzo długi. Żaden z nich nie jest materiałem oporowym.

Poprawna odpowiedź: B. Tekstolit

Tekstolit to tworzywo warstwowe: tkanina bawełniana sklejona żywicą fenolową. Podobnie jak plastik praktycznie nie przewodzi prądu, dlatego robi się z niego płyty i części izolacyjne do urządzeń elektrycznych niskiego napięcia.

Dlaczego nie pozostałe? Mosiądz i brąz to stopy miedzi, a więc metale: przewodzą prąd i robi się z nich części przewodzące aparatów elektrycznych. Grafit to odmiana węgla, a węgiel też przewodzi prąd: robi się z niego na przykład szczotki silników.