Operator_urządz_prz_spozyw_827[01]_01.05

___________________________________________________________________________

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Tobiasz Budzyński

Analizowanie

układów

elektrycznych

sterowania

w maszynach i urządzeniach 827[01].O1.05

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Podstawy elektrotechniki. Obwody i instalacje elektryczne

4.1.1.

Materiał nauczania

4.1.2.

Pytania sprawdzające

4.1.3.

Ćwiczenia

4.1.4.

Sprawdzian postępów

4.2. Podstawy elektroniki. Maszyny elektryczne

4.2.1.

Materiał nauczania

4.2.2.

Pytania sprawdzające

4.2.3.

Ćwiczenia

4.2.4.

Sprawdzian postępów

4.3. Podstawy automatyki. Systemy komputerowe

4.3.1.

Materiał nauczania

4.3.2.

Pytania sprawdzające

4.3.3.

Ćwiczenia

4.3.4.

Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w poznaniu układów elektrycznych i sterowania

stosowanych w maszynach i urządzeniach.

W poradniku zamieszczono:

–

wymagania wstępne wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś
bez problemów mógł korzystać z poradnika,

–

cele kształcenia wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

–

materiał nauczania, wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki
modułowej,

–

zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,

–

ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować
umiejętności praktyczne,

–

sprawdzian postępów,

–

sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi
opanowanie materiału całej jednostki modułowej,

–

literaturę uzupełniającą.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych

827[01].O1

Techniczne podstawy zawodu

827[01].O1.03

Stosowanie materiałów

konstrukcyjnych w przemyśle

spożywczym

827[01].O1.01

Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa i

higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i

ochrony środowiska

827[01].O1.02

Posługiwanie się dokumentacją techniczną

827[01].O1.05

Analizowanie układów

elektrycznych i sterowania w

maszynach i urządzeniach

827[01].O1.04

Rozpoznawanie elementów

maszyn, urządzeń i mechanizmów

827[01].O1.06

Stosowanie podstawowych technik

wytwarzania części maszyn

827[01].O1

Techniczne podstawy zawodu

827[01].O1.03

Stosowanie materiałów

konstrukcyjnych w przemyśle

spożywczym

827[01].O1.01

Przestrzeganie przepisów bezpieczeństwa

i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej

i ochrony środowiska

827[01].O1.02

Posługiwanie się dokumentacją techniczną

827[01].O1.05

Analizowanie układów

elektrycznych i sterowania

w maszynach i urządzeniach

827[01].O1.04

Rozpoznawanie elementów

maszyn, urządzeń i mechanizmów

827[01].O1.06

Stosowanie podstawowych technik

wytwarzania części maszyn

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

przestrzegać przepisów

bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska,

−

posługiwać się instrukcjami i dokumentacją techniczną,

−

posługiwać się podstawowymi jednostkami miar i wag,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami i wielkościami fizycznymi,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami stosowanymi w elektronice,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami stosowanymi w elektrotechnice,

−

posługiwać się podstawowymi pojęciami stosowanymi w automatyce,

−

korzystać z różnych źródeł informacji,

−

obsługiwać komputer,

−

współpracować w grupie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozróżnić podstawowe wielkości określające energię elektryczną oraz określić ich
jednostki,

−

rozpoznać na podstawie schematu elementy obwodu elektrycznego prądu stałego
i przemiennego,

−

scharakteryzować materiały: przewodzące, półprzewodzące izolacyjne, magnetyczne,

−

określić parametry maszyn i urządzeń elektrycznych na podstawie tabliczki
znamionowej,

−

zmierzyć natężenie prądu i moc w obwodach prądu stałego oraz przemiennego
jednofazowego i trójfazowego,

−

rozróżnić instalacje mieszkaniowe i przemysłowe,

−

dobrać właściwy układ zabezpieczeń w obwodzie elektrycznym,

−

określić średnicę przewodu w zależności od wielkości pobieranej mocy,

−

rozróżnić połączenia odbiorników szeregowe, równoległe, w gwiazdę i w trójkąt,

−

rozróżnić: uziemienie ochronne, uziom, przewód uziemiający i zerowanie,

−

zmierzyć rezystancję izolacji i uziemienia,

−

rozpoznać typowe usterki i uszkodzenia w obwodach instalacji i osprzęcie elektrycznym
maszyn i urządzeń,

−

wyjaśnić zasadę działania transformatora, prądnicy, silnika elektrycznego,

−

wskazać różnice w budowie i pracy między prądnicą, silnikiem i transformatorem,

−

rozróżnić podstawowe elementy elektroniczne,

−

rozróżnić podstawowe elementy układu sterowania,

−

wyjaśnić zadanie podstawowych elementów układu sterowania,

−

rozróżnić elementy układów automatyki przemysłowej,

−

zinterpretować proste schematy układów automatycznej regulacji,

−

obsłużyć układy sterujące pracą maszyn i urządzeń,

−

rozpoznać zagrożenia spowodowane nieprawidłową obsługą układów sterujących,

−

rozpoznać zagrożenia występujące podczas pracy maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

rozróżnić

rodzaje

przeznaczenie

zabezpieczeń

stosowanych

w maszynach

i urządzeniach,

−

określić zadania dozoru technicznego,

−

zastosować przepisy bezpiecznej pracy, ochrony przeciwporażeniowej prądem
elektrycznym, ochrony przeciwpożarowej podczas wykonywania pomiarów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Podstawy elektrotechniki. Obwody i instalacje elektryczne

4.1.1. Materiał nauczania

Poniżej zostaną omówione zagadnienia dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy oraz

ochrony przeciwporażeniowej związane z prądem elektrycznym.

Elektryczność statyczna powstaje wówczas, gdy na przedmiotach odizolowanych od

ziemi  gromadzą  się  różnoimienne  ładunki  elektrostatyczne.  Pojawia  się  ona  w  obiektach
przemysłowych  zarówno  podczas  przesypywania  ciał  sypkich,  przelewania  cieczy
oraz przy przepływie gazów przez rurociągi. Zbliżenie do siebie przedmiotów naładowanych
ładunkami  różnoimiennymi

może

spowodować

wyładowanie

iskrowe.

Jednak

w pomieszczeniach  gdzie  występuje  zagrożenie  pożarowe,  wyładowanie  iskrowe  może
spowodować zapalenie się lub wybuch nagromadzonych substancji palnych. Niesie to za sobą
nie  tylko  straty  materialne,  ale  także  może  być  zagrożeniem  dla  życia  i  zdrowia  ludzi
przebywających  w  pobliżu.  Jednym  ze sposobów  przeciwdziałania  elektryczności  statycznej
jest  uziemienie  przedmiotów  metalowych.  Polega  to  na  połączeniu  części  gromadzących
ładunki elektryczne z metalowym prętem umieszczonym bezpośrednio w ziemi. Przedmioty
niemetalowe  można chronić przed  nagromadzeniem  ładunków poprzez nawilżanie powietrza
w  pomieszczeniach.  Cienka  warstwa  wody  osiadająca  na  ściankach  tych  przedmiotów
powoduje odprowadzenie ładunków do ziemi lub innych przedmiotów o przeciwnym ładunku
elektrycznym.

Zasady prawidłowej eksploatacji i bezpiecznej obsługi maszyn elektrycznych wszystkie

urządzenia  elektryczne  posiadają  instrukcję  obsługi,  zatem  powinny  być  zgodnie  z nią
eksploatowane  i  konserwowane.  Najczęściej  spotykanymi  nieprawidłowościami  pracy
maszyny mogą być drgania i stuki wynikające np. z uszkodzenia elementów maszyny. Może
to  powodować  nadmierne  grzanie  się  elementów  maszyny,  a  w  konsekwencji  ich  trwałe
uszkodzenie.  Kolejną  oznaką  awarii  może  być  wystąpienie  iskrzenia  spowodowanego
uszkodzeniem  instalacji  elektrycznej  lub  zużyciem  elementów  ślizgowych  czy  komutatora
oraz szczotek. Największe zagrożenie stwarza brak osłon części wirujących lub pozostających
pod napięciem. Może to powodować zagrożenie dla zdrowia człowieka, a także doprowadzić
do uszkodzenia maszyny.

Podczas pracy z maszynami elektrycznymi należy bezwzględnie przestrzegać zarówno

ogólnych zasad bhp, jak i zasad bezpiecznej pracy z maszynami. Należy stosować się do
poniższych zaleceń:

−

remonty i konserwacje mogą wykonywać jedynie osoby posiadające odpowiednie
kwalifikacje,

−

przed uruchomieniem maszyny lub urządzenia należy dokonać oględzin wzrokowych jej
stanu technicznego,

−

przed wymianą żarówek i bezpieczników należy obwód odłączyć od napięcia,

−

w celu podłączenia lub odłączenia wtyczki należy chwytać ją za obudowę,

−

nie wolno dotykać części urządzeń mokrymi rękami,

−

po zauważeniu nieprawidłowości w pracy urządzeń należy odłączyć zasilanie.
Aby wykluczyć lub zmniejszyć prawdopodobieństwo powstania wypadków wskutek

rażenia prądem elektrycznym stosowane są środki ochrony przeciwporażeniowej. Poniżej
zostaną przedstawione środki techniczne stosowane w urządzeniach o napięciu znamionowym
poniżej 1000 V. Zostały one podzielone na trzy rodzaje:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim tak zwana ochrona podstawowa w tym
przypadku stosowany jest jeden z następujących środków:

−

izolacja podstawowa – powinna ona osłaniać wszystkie dostępne części, które mogą
się znaleźć pod napięciem roboczym, podczas normalnej pracy urządzenia,

−

osłona  celem  stosowania  osłon  jest  zapewnienie  ochrony  przed  dotknięciem  dłonią
lub  inną  częścią  ciała,  części  znajdującej  się  pod  napięciem.  Zadaniem  osłon  jest
również  zapewnienie  ochrony  od  części  znajdujących  się  pod  napięciem,  drutem
o średnicy  powyżej  1 mm.  Otwarcie  lub  usunięcie  osłon  może  być  możliwe  tylko
przy  użyciu  odpowiedniego  klucza  lub  innych  narzędzi.  Nie  jest  to  konieczne
w  przypadku, jeśli usunięcie osłony, automatycznie wyłączy zasilanie,

−

ogrodzenie

celem

stosowania

ogrodzeń

jest

ochrona

człowieka

przed

niezamierzonym, bezpośrednim dotknięciem elementów będących pod napięciem.
Ogrodzenia stosowane są tylko w pomieszczeniach lub w terenie o ograniczonym
dostępie,

−

umieszczenie poza zasięgiem ręki części nieosłonięte, znajdujące się pod napięciem
roboczym, mogą się znajdować na wysokości minimum 2,5 m nad poziomem
stanowiska, oraz 1,25 m w bok lub w dół stanowiska. Tego rodzaju rozwiązanie
stosowane jest tylko w pomieszczeniach lub na terenach o ograniczonym dostępnie,

−

środki ochrony przed dotykiem pośrednim tak zwana ochrona dodatkowa – głównie
polega ona na zastosowaniu następujących środków:

−

samoczynnym wyłączeniu zasilania jest to jeden z najczęściej stosowanych środków
ochrony  przed  dotykiem  pośrednim.  Występuje  ono  w  przypadku  uszkodzenia
izolacji.  Wyłączenie  takiego  obwodu  musi  nastąpić  nie  tylko  samoczynnie,  ale
również  w  bardzo  krótkim  czasie.  Czas  ten  uzależniony  jest  od  wartości  prądu
zwarciowego  i od  typu  urządzeń  wyłączających  obwód.  Jednym  ze  stosowanych
wyłączników  w tego  typu  rozwiązaniach  jest  wyłącznik  różnicowoprądowy.
Wyłącznik ten umieszczany jest w zasilaniu obwodu,

−

zastosowaniu  urządzeń  II  klasy  ochronności  polega  na  zastosowaniu  izolacji  oraz
obudowy  izolacyjnej  o  co  najmniej  podwójnej  wytrzymałości  elektrycznej
i mechanicznej,  w  stosunku  do  wymagań,  jakie  są  stawiane  izolacji  roboczej.
W związku  z  zastosowaniem  takiego  rozwiązania  prawdopodobieństwo  jej
uszkodzenia jest znikome,

−

separacji elektrycznej – ochrona wykorzystująca separację elektryczną polega na
zasilaniu obwodu odbiorczego w taki sposób, że możliwość zwarcia pomiędzy
uzwojeniem pierwotnym i wtórnym jest wykluczona,

−

środki ochrony przed dotykiem pośrednim i bezpośrednim jednoczesne zastosowanie
ochrony podstawowej i dodatkowej uzyskuje się dzięki zastosowaniu obwodów
odbiorczych, które są oznaczone skrótami SELV i PELV. Obwody tego typu muszą
mieć napięcie znamionowe nie przekraczające wartości 50V.

Bezpieczeństwo przeciwpożarowe – poniżej zostały przedstawione podstawowe zasady

dotyczące zapewnienia bezpieczeństwa przeciwpożarowego:

−

w trakcie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji obiektów należy przestrzegać
wymagań budowlanych, instalacyjnych i technologicznych,

−

obiekty należy wyposażyć w odpowiedni sprzęt i urządzenia przeciwpożarowe. Należy
zapewnić im utrzymanie właściwego stanu technicznego oraz prawidłowego dostępu do
nich,

−

obiekt należy przygotować do prowadzenia akcji ratowniczej,

−

należy przestrzegać wymagań bezpieczeństwa pożarowego, które są związane
z prowadzonymi procesami technologicznymi, mogącymi spowodować zagrożenie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pożarem lub wybuchem. Należy zadbać przede wszystkim o sprawność urządzeń
zabezpieczających, a każdą awarie należy usuwać przed ponownym uruchomieniem linii
technologicznej lub procesu technologicznego,

−

należy przestrzegać prawidłowej eksploatacji instalacji technicznych (elektrycznej,
piorunochronnej, gazowej, kominowej i wentylacyjnej), oraz maszyn i urządzeń poprzez
zapewnienie ich okresowych przeglądów i konserwacji,

−

należy  zaznajomić  pracowników  z  przepisami  przeciwpożarowymi  i  porządkowymi,
uwzględniając  przy  tym  zasadę  obsługi  sprzętu  przeciwpożarowego  i  prowadzenia
ewakuacji,  oraz  ustalić  sposoby  postępowania  w  przypadku  pożaru  lub  innego
zagrożenia,

−

czynności z zakresu ochrony przeciwpożarowej należy powierzać osobom posiadającym
odpowiednie kwalifikacje,

−

należy opracować dla obiektów użyteczności publicznej „Instrukcję bezpieczeństwa
pożarowego”

oraz

wymagań

przeciwpożarowych

dotyczących

procesów

technologicznych w „Instrukcji technologiczno-ruchowej” przeznaczonej dla zakładów
przemysłowych,

−

do ochrony przeciwpożarowej należy stosować sprzęt, urządzenia, elementy, środki oraz
instalacje, które posiadają odpowiednie certyfikaty.
Poprzez pojęcie dozoru technicznego należy rozumieć działania zmierzające do

zapewnienia bezpiecznego funkcjonowania urządzeń technicznych. Dozór ten jest
wykonywany przez określone jednostki powołane do kontroli stanu technicznego urządzeń.

Dozorowi technicznemu podlegają urządzenia techniczne w toku ich projektowania,

wytwarzania (w tym także wytwarzania materiałów i elementów), naprawy i modernizacji,
obrotu oraz eksploatacji.

Urządzenia techniczne powinny być projektowane, wytwarzane, zgodnie z ich

przeznaczeniem, w sposób zapewniający bezpieczeństwo ich eksploatacji.

Dozór techniczny wydaje uprawnienia do wytwarzania, modernizacji, naprawiania

danych urządzeń technicznych, jeżeli spełnione są określone warunki koniecznie do realizacji
danego zadania.

Dokument potwierdzający przyznanie uprawnienia zawiera warunki stanowiące podstawę

do wytwarzania, naprawiania, modernizacji urządzeń technicznych. Dokument taki musi
zawierać:

−

specyfikacje  techniczne,  w  których  określa  się,  jakie  cechy  powinno  posiadać  dane
urządzenie  techniczne  w  zakresie  jakości,  parametrów  technicznych,  bezpieczeństwa,
wymiarów,  z  uwzględnieniem  odpowiedniego  nazewnictwa,  symboli,  oznaczenia
urządzenia itd.,

−

technologie stosowane przy wytwarzaniu, naprawie lub modernizacji urządzenia,

−

zastosowane materiały,

−

wymagania dotyczące kontroli jakości urządzeń technicznych.
W toku wytwarzania urządzeń technicznych objętych dozorem technicznym dozór ten

sprawdza wykonanie materiałów i elementów stosowanych do wytworzenia danych urządzeń
oraz przeprowadza badania techniczne sprawdzające zgodność wykonania urządzeń
technicznych z dokumentacją i warunkami dozoru technicznego.

W przypadku eksploatacji urządzeń technicznych dozór techniczny przeprowadza

badania urządzenia w warunkach gotowości do pracy – badania odbiorcze; wykonuje
okresowe i doraźne badania techniczne; sprawdza zaświadczenia o kwalifikacjach osób
obsługujących i konserwujących urządzenia techniczne.

Urządzenia techniczne objęte dozorem technicznym mogą być eksploatowane jedynie

wówczas, gdy dozór wyda zezwolenie na ich eksploatację. Wcześniej dozór techniczny
przeprowadza badania urządzenia pod względem jego zgodności z dokumentacją techniczną

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

zatwierdzoną  przez  dozór  oraz  stanu  urządzenia,  jego  wyposażenia  i  oznakowań.
Przeprowadzane  także  próby  techniczne  przed  uruchomieniem  urządzenia  mają  na  celu
ustalenie,  czy  dane  urządzenie  pracuje  w  zakresie  warunków  technicznych  ustalonych  dla
poszczególnych rodzajów urządzeń.

Dozorowi technicznemu podlegają m.in. następujące urządzenia: kotły parowe

przeznaczone  do  wytwarzania  pary  z  cieczy,  szybkowary  ciśnieniowe,  kotły  cieczowe
przeznaczone  do  podgrzewania  cieczy,  zbiorniki  stałe  i  przenośne  przeznaczone  do
magazynowania  lub  transportowania  cieczy  lub  gazów,  rurociągi  pary,  przesyłowe
i technologiczne,  zbiorniki  do  przewozu  materiałów  bezpiecznych  i  niebezpiecznych,
maszyny  służące  do  przemieszczania  osób  lub  ładunków (np. suwnice,  wyciągi,  podnośniki,
żurawie, podesty ruchome, urządzenia dla  niepełnosprawnych,  schody  i chodniki ruchome),
dźwigi  do  transportu  ludzi  lub  ładunków,  przenośniki  kabinowe  i  krzesełkowe,  wyciągi  do
przemieszczania  osób,  urządzenia  załadowcze  wyładowcze  i  podające  ładunki,  osobowe
i towarowe koleje liniowe itd.
Podstawowe prawa i elementy elektrotechniki

Zjawiska elektryczne zależą od wzajemnego oddziaływania atomów najmniejszych,

niepodzielnych  składników  materii.  Składają  się  one  z  ładunków  dodatnich  protonów,
znajdujących  się  w jądrze  atomu,  oraz  ujemnych  elektronów,  krążących  po  orbitach.
Ponieważ  obydwa  ładunki  przyciągają  się  wzajemnie  założono,  iż  są  one  przeciwnych
znaków  tzn.  protony  posiadają  ładunek  dodatni,  natomiast  elektrony  ujemny.  Ogólnie
nazwano je ładunkami elementarnymi. Jednostkę ładunku elektrycznego nazwano kulombem
i oznaczono C.

Pewna grupa ciał składa się z atomów, w których elektrony swobodnie krążą po

zewnętrznych  orbitach,  czyli  mogą  przemieszczać  się  w  obrębie  całego  ciała.  Nazwano  je
elektronami  swobodnymi.  Do  grupy  ciał  posiadających  swobodne  elektrony  należą  metale
i ich  stopy.  W  momencie  poddania  elektronów  swobodnych  działaniu  sił  zewnętrznych,  ich
ruch stanie się uporządkowany. Zjawisko to nazywamy prądem elektrycznym.

Ponieważ w metalach nie zachodzą żadne zmiany chemiczne podczas przepływu prądu,

dlatego  nazywamy  je  przewodnikami  pierwszego  rodzaju.  Wyróżniamy  też  przewodniki
drugiego  rodzaju  tzn.  takie,  w  których  przepływ  prądu  elektrycznego  powoduje
przemieszczenie  się  ładunków.  Jony  dodatnie  kationy  powstają  przez  pozbawienie  atomu
kilku  elektronów,  które  zostają  przyłączone  do  atomów  cząsteczki  innego  rodzaju.
Przewodniki  te  zwane  są  elektrolitami,  a  zaliczyć  do  nich  można  roztwory  wodne  kwasów,
zasad i soli.

Wartość przepływającego prądu elektrycznego I przez przewodnik określa się jako

stosunek liczby przepływających ładunków elektrycznych q w jednostce czasu t. Zależność tą
można zapisać w postaci wyrażenia:

Jeśli przez przewodnik w ciągu 1 s (sekundy) przepływa ładunek elektryczny o wartości

1C (kulomba) to mówimy, że przez przewodnik płynie prąd o wartości 1A (ampera).

Jak już wiadomo, aby uzyskać przepływ prądu elektrycznego przez przewodnik, musimy

umieścić go w zasięgu działania sił elektrycznych zwanych polem elektrycznym. Badania
wykazały, że wartość siły wzajemnego oddziaływania ładunków elektrycznych zależy
również od charakteru środowiska przewodzącego zwanego przenikalnością elektryczną.

Prawo Coulomba siła wzajemnego oddziaływania ładunków jest proporcjonalna do

iloczynu ich wartości, a odwrotnie proporcjonalna do ich odległości. Kierunek działania siły
wyznacza prosta łącząca ładunki.

Natężeniem pola elektrycznego nazywamy stosunek siły działającej na ładunek

umieszczony w polu elektrycznym do jego wartości. Wartość natężenia pola maleje wraz ze

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

wzrostem odległości od ładunku będącego jego źródłem. Zależność tą można zapisać
w postaci wyrażenia:

Ładunek przemieszczając się z punktu 1 do punktu 2 wykonuje pracę, której stosunek do

wartości tego ładunku nazywamy napięciem elektrycznym U, a jednostką napięcia jest
V (wolt). Napięcie elektryczne można zapisać w postaci wyrażenia:

Ponieważ praca wykonana przez ładunek podczas jego przemieszczania z punktu 1 do

punktu 2 zależy od ich położenia, dlatego właściwości energetyczne tych punktów są różne
i określamy je jako potencjał elektryczny punktu. Potencjał określa, więc stopień
naelektryzowania ciała. Jednostką potencjału jest wolt.

Prawo Ohma wartość prądu przepływającego przez przewodnik jest wprost

proporcjonalna do napięcia między jego końcami i odwrotnie proporcjonalna do jego
rezystancji. Prawo Ohma można przedstawić przy pomocy następującej zależności:

Rezystancja (opór czynny) przewodnika przy stałej temperaturze zależy od jego

wymiarów geometrycznych i rodzaju materiału, z którego jest wykonany. Jednostką
rezystancji jest

Ω

(om). Dla przewodników o długości l i stałym przekroju poprzecznym

S rezystancję można obliczyć z następującej zależności:

Każdy materiał ma własny opór elektryczny właściwy zwaną rezystywnością.

Odwrotnością rezystywności jest przewodność elektryczna właściwa – konduktywność.

Podczas przemieszczania ładunku z punktu 1 do punktu 2 zmienia on swoją energię.

Zmiana energii elektrycznej ładunku w jednostce czasu nazywana jest mocą elektryczną P.
Jednostką mocy jest W (wat). Moc elektryczna obliczana jest z następującej zależności:

Rodzaje prądu prąd, którego wartość zmienia się jedynie wtedy, gdy zmienia się pobór

mocy przez odbiorniki a kierunek jego przepływu w urządzeniach przesyłowych jest stały tzn.
nie zmienia znaku, nazywamy prądem stałym. W rozważaniach teoretycznych prądem stałym
nazywamy prąd, którego wartość nie zmienia się w czasie.

Prąd, którego wartość zmienia się sinusoidalnie, ze względu na charakter zmian zarówno

wartości jak i znaku nazywamy prądem przemiennym.

Miernictwo elektryczne elektryczne przyrządy pomiarowe służą do pomiaru wielkości

elektrycznych takich jak prąd, napięcie, moc, pojemność, impedancja czy rezystancja, a także
do określania ich zmian w czasie. Głównymi ich elementami składowymi są ustrój
pomiarowy, urządzenie odczytowe oraz obudowa.

Ustroje pomiarowe przetwarzają mierzone wielkości na sygnały i przekazują je do

urządzeń odczytowych. Mogą być one skonstruowane jako przetworniki elektromechaniczne
lub  elektroniczne.  Ustroje  pomiarowe  elektromechaniczne  wytwarzają  moment  napędowy
równy  wartości  wielkości  mierzonej,  który  jest  porównywany  z  momentem  zwrotnym
sprężyny  spiralnej.  Ustroje  pomiarowe  elektroniczne  przetwarzają  wartość  wielkości
mierzonej  na  sygnał  impulsowy.  Z  uwagi  na  fakt,  iż  wielkość  mierzona  jest  sygnałem
ciągłym,  przetwarzanie  takiego  sygnału  polega  na  pobieraniu  próbek  wielkości  mierzonej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

w określonych odstępach czasu. Wynikiem tego jest otrzymanie na wyjściu zmieniającego się
skokowo napięcia.

Urządzenia odczytowe analogowe prezentują mierzoną wartość za pomocą wskazówki

wychylającej się o odpowiednią liczbę działek podziałki. Urządzenia odczytowe cyfrowe,
działając na zasadzie sumowania sygnałów z układu pomiarowego wskazują wielkości
mierzone jako uporządkowany zbiór cyfr określających bezpośrednio ich wartość liczbową.

Wskazania wartości mierzonych mogą być odczytywane bezpośrednio lub też

rejestrowane za pomocą urządzeń zewnętrznych takich jak rejestrator mechaniczny,
oscylograf czy drukarka.

Obudowa pełni funkcję łączącą ustroju pomiarowego z rejestratorem oraz zabezpiecza

przed działaniem czynników zewnętrznych. Obudowy wykonuje się z materiałów
izolacyjnych. Na obudowę wyprowadzone są zaciski, do których podłącza się obwody
pomiarowe.

Przyrządy pomiarowe produkuje się w różnych konfiguracjach ustrojów pomiarowych

i urządzeń odczytowych. Mamy więc zarówno przyrządy z ustrojem elektronicznym, jak
i elektrotechnicznym o odczycie cyfrowym jak i analogowym.

Oddzielną grupę stanowią przyrządy działające na zasadzie wykorzystania metody

zerowej. Polega ona na tym, iż różnicę pomiędzy znaną wartością wielkości mierzonej
i wielkością mierzoną tej samej wartości sprowadzamy do zera.

Każdy przyrząd pomiarowy posiada określone wielkości charakteryzujące jego pracę.

Zakres pomiarowy określa granice wartości, w jakich można wykonywać pomiary
z określoną dokładnością. Większość przyrządów konstruowana jest jako wielozakresowe
z możliwością nastawiania żądanego zakresu.

Pomimo dużej dokładności wykonywania pomiarów każdy wynik odbiega w pewnym

stopniu od wartości rzeczywistej na skutek niedoskonałości przyrządów pomiarowych.
Różnica ta nosi nazwę błędu bezwzględnego pomiaru i oznaczana jest symbolem

∆

z indeksem mierzonej wielkości.

∆

= X

– X

gdzie:

−

∆

– błąd bezwzględny pomiaru,

−

– wartość mierzona,

−

– wartość rzeczywista,

Błędem względnym pomiaru nazywamy wartość błędu bezwzględnego w odniesieniu do

wartości rzeczywistej.

∆

Często wyrażany jest on w procentach.
W przyrządach analogowych z ustrojem elektromechanicznym błąd pomiaru wyznacza

się na podstawie określonej klasy przyrządu. Jest to maksymalna wartość błędu określona
procentowo. Przyrządy te buduje się w następujących klasach dokładności: 0,05; 0,1; 1,0; 1,5;
2,5 i 5,0. Przy czym 0,05 jest to największa dokładność pomiarowa, a 5,0 najmniejsza.

Kolejną ważną cechą przyrządów pomiarowych jest ich zdolność do reagowania na

zmiany wielkości mierzonej zwana czułością. W przyrządach wskazówkowych jest ona
równa stosunkowi zmiany odchylenia kąta wskazówki do zmiany wielkości mierzonej.

Przyrządy wskazówkowe o stałej czułości mają określoną stałą przyrządu. Jest to

stosunek wartości zakresu pomiarowego do liczby działek na podziałce.

Wśród przyrządów pomiarowych elektromechaniczne można wymienić:

−

przyrządy magnetoelektryczne,

−

przyrządy elektromagnetyczne,

−

przyrządy elektrodynamiczne,

−

przyrządy indukcyjne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku 1 został przedstawiony przykładowy przyrząd z grupy przyrządów

elektromechanicznych elektromagnetyczny.

Rys. 1.

Przyrząd pomiarowy elektromagnetyczny: a) zasada budowy, b) symbol graficzny [1, s. 161]

Na rysunku oznaczono:
1 – cewka,
2 – rdzeń,
3 – sprężyna zwrotna,
4 – tłumik nadający wskazówce ruch płynny.

Przyrządy elektroniczne odznaczają się większą dokładnością i szybkością

dokonywanych pomiarów niż przyrządy elektromechaniczne. Umożliwiają one wykonywanie
pomiarów  w szerokim  paśmie  częstotliwości,  pobierając  tym  samym  małą  ilość  energii
z obwodu  badanego.  Dzięki  możliwości  bezpośredniego  odczytu  wyniku  przez  obserwatora,
niweluje  to  błędy  odczytu  spotykane  w  przyrządach  wskazówkowych.  Przyrządy  tego  typu
wyposażone są w następujące elementy:

−

wzmacniacze,

−

przetworniki,

−

filtry,

−

zasilacze,

−

generatory sygnałów,

−

układy sterujące,

−

przerzutniki,

−

wyzwalacze,

−

bloki logiczne itp.
Do najczęściej spotykanych pomiarowych przyrządów elektronicznych można zaliczyć:

−

woltomierze cyfrowe,

−

mierniki uniwersalne zwane również multimetrami,

−

częstościomierze elektroniczne,

−

oscyloskopy,

−

oscylografy.
Na rysunku 2 został przedstawiony przykładowy przyrząd z grupy przyrządów

pomiarowych elektronicznych multimetr.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2.

Płyta czołowa multimetru: a) typu DM-53, b) typu MX-280 [1, s. 166]

Na rysunku oznaczono:
1 – wyświetlacz,
2 – wyłącznik zasilania,
3 – przełącznik wielkości mierzonych i zakresu wartości,
4 – gniazdo wejściowe – 10A, 20A,
5 – gniazdo wejściowe – 200 mA,
6 – gniazdo wejściowe – common,
7 – gniazdo wejściowe – V, A,

Ω

8 – gniazdo wejściowe – V,

Ω

, F,

9 – przełącznik DC/AC,
10 – gniazdo – test diody lub tyrystora,
11 – gniazdo – test kondensatora,
12 – przełącznik U

12E

Obwody elektryczne wykorzystanie energii elektrycznej wymaga stworzenia

odpowiednich warunków do przepływu prądu ze źródła do odbiorników i z powrotem.
Odbiornik wraz ze źródłem musi tworzyć obwód zamknięty, dlatego połączenie powinno być
zrealizowane przynajmniej dwoma przewodami stanowiącymi drogę dla prądu.

Ze względu na rodzaje prądu elektrycznego rozróżniamy dwa rodzaje obwodów

elektrycznych. Są to:

−

obwody prądu stałego,

−

obwody prądu przemiennego.
W obwodach prądu stałego źródłem energii jest ogniwo lub akumulator magazynujący

energię, a także prądnica prądu stałego, która zmienia dostarczoną energię mechaniczną na
elektryczną. Źródła prądu charakteryzują się dwoma zasadniczymi parametrami:

−

siła elektromotoryczna, oznaczana jako E, jest napięciem uzyskanym na zaciskach
w warunkach braku rezystancji wewnętrznej źródła,

−

rezystancja wewnętrzna, oznaczana jako R

, charakteryzuje straty energii powstające

w samym źródle.
W warunkach rzeczywistych przy uwzględnieniu rezystancji napięcie uzyskane na

zaciskach jest mniejsze od siły elektromotorycznej w samym źródle. Można to zapisać przy
pomocy następujących zależności:

U = E – R

Każdy odbiornik energii elektrycznej, silnik, urządzenie grzejne czy źródło światła,

posiada rezystancję. Przewody łączące odbiornik ze źródłem wykonane z materiałów

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

przewodzących również posiadają rezystancję powodującą zmianę części przesyłanej energii
elektrycznej w cieplną powodując w ten sposób jej straty.

Wartość płynącego prądu w obwodzie nierozgałęzionym jest w każdym jego punkcie

jednakowa. Wynika to a faktu, iż obwód nie posiada miejsc, w których mógłby gromadzić się
ładunek. Gdyby taki punkt zaistniał, to gromadziłby on ładunek równy iloczynowi prądu
i czasu jego przepływu. Jednocześnie napięcie panujące na zaciskach źródła jest równe sumie
napięć na innych elementach obwodu, gdzie energia elektryczna zamieniana jest na inne
rodzaje energii.

Prawo Ohma dla pojedynczego elementu mówi, że pomiędzy jego punktami skrajnymi

panujące napięcie jest równe iloczynowi przepływającego prądu i jego rezystancji.

Jeśli obwód nierozgałęziony posiada jedno źródło napięcia to między prądem płynącym

w obwodzie, poszczególnymi rezystancjami elementów obwodu oraz siłą elektromotoryczną
źródła zachodzi zależność

W obwodzie nierozgałęzionym, o kilku źródłach wartość prądu wynika z poniższej

zależności:

Stąd też uogólnione prawo Ohma można zapisać w następujący sposób: prąd płynący

w obwodzie elektrycznym nierozgałęzionym jest równy sumie sił elektromotorycznych
podzielonej przez sumę rezystancji łącznie z rezystancjami wewnętrznymi źródeł.

Obwody rozgałęzione – w przypadku, jeśli w obwodzie elektrycznym płynący prąd ma

więcej niż jedną drogę przepływu to nazywamy go rozgałęzionym. Odcinki drogi, na których
prąd nie zmienia swojej wartości to gałęzie obwodu, a punkty połączenia przynajmniej trzech
gałęzi  to  węzły.  Gałęzie  tworzące  zamkniętą  drogę  przepływu  prądu  tak,  że  po  usunięciu
jednej  z  gałęzi  pozostałe  nie  stanowią  drogi  zamkniętej,  nazywamy  oczkiem.  W  skład
poszczególnych  gałęzi  mogą  wchodzić  połączone  szeregowo  zarówno  źródła  napięcia  jak
i elementy odbiorcze.

I Prawo Kirchhoffa sformułowane dla węzła mówi o tym, że suma prądów wpływających

do węzła jest taka sama jak suma prądów z niego wypływających, czyli algebraiczna suma
prądów gałęzi zbiegających się w punkcie węzłowym obwodu rozgałęzionego jest równa
zeru.

I = 0

II Prawo Kirchhoffa sformułowane dla napięć panujących w oczku obwodu

elektrycznego mówi, że algebraiczna suma sił elektromotorycznych jest równa sumie
algebraicznej iloczynów rezystancji i prądów gałęzi należących do tego oczka.

E =

Biorąc pod uwagę przeciwne zwroty sił elektromotorycznych i napięć na elementach

gałęzi możemy powiedzieć, że algebraiczna suma sił elektromotorycznych oraz spadków
napięcia w gałęziach oczka jest równa zeru.

(E,

∆

U) = 0

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Obwody prądu przemiennego w przypadku, gdy przewód będzie poruszany przez siłę

zewnętrzną po drodze tworzącej okrąg, to wartość indukowanej w przewodzie siły
elektromotorycznej będzie się zmieniać. Przy stałej prędkości liniowej v przewodu, składowa
prędkości v

, która jest prostopadła do linii sił pola magnetycznego, zmienia swą wartość

w zależności od chwilowego położenia przewodu tzn. od kąta

pomiędzy wektorem

prędkości v a liniami sił pola.

= v sin

Wynika z tego. że zmiana prędkości v

powoduje zmianę wartości indukowanej

w przewodzie siły elektromotorycznej. Jeśli przewód przemieszcza się po drodze tworzącej
okrąg następuje zmiana wartości siły elektromotorycznej i jej znaku. Powstawanie zmiennej
siły elektromotorycznej przedstawiono na rysunku 3.

Rys. 3.

Powstawanie zmiennej siły elektromotorycznej - rysunek a; wykres indukowanej siły
elektromotorycznej w zależności od kąta

- rysunek b. [1, s. 82]

Wartość siły elektromotorycznej i prądu w dowolnym czasie, przy dowolnym kącie

wektora prędkości

nazywamy wartością chwilową. Pojedynczy przedział czasu, w którym

występuje pełny przebieg wielkości okresowej nazywamy okresem T, a jego odwrotność
częstotliwością f. Jednostką okresu jest jednostka czasu (sekunda), a częstotliwości herc [Hz].

f = 1/T [Hz] = [1/s]

Częstotliwość wyznacza liczbę cykli przebiegu wielkości okresowej w jednostce czasu.

Największą wartość siły elektromotorycznej występującej w przewodzie poruszającym się
w polu magnetycznym nazywamy amplitudą.

Wartość skuteczna prądu przemiennego jest to wartość, jaką posiada zastępczy prąd stały

powodujący w okresie T wydzielenie na rezystancji R takiej samej ilości ciepła, jak przy
przepływie prądu przemiennego. Wartość skuteczna prądu przemiennego jest równoznaczna
z wartością prądu stałego.

Tak jak w obwodach prądu stałego, tak i w obwodach prądu przemiennego posiadających

więcej niż jeden element odbiorczy lub gałąź, zachodzi potrzeba sumowania napięć na
elementach i prądów w węzłach obwodów. Dlatego dostosowano prawa Kirchhoffa dla
obwodów prądu przemiennego posługując się wartościami chwilowymi napięcia i prądu.

Na tej podstawie algebraiczna suma wartości chwilowych prądów w węźle obwodu jest

w każdym momencie równa zeru. Można to zapisać w postaci następującej zależności:

i = 0

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wynika z niej również, iż suma algebraiczna wartości chwilowych napięć na elementach

oczka obwodu jest równa zeru. Można to zapisać w postaci zależności:

u = 0

Prąd trójfazowy otrzymamy, podczas gdy w układzie dwóch biegunów jednorodnego

pola  magnetycznego  umieścimy  trzy  przewody  przemieszczające  się  po  drodze  tworzącej
okrąg  wokół  jednej  osi.  Jeżeli  do  każdego  przewodu  podłączymy  oddzielny  obwód
elektryczny  otrzymamy  układ  trzech  źródeł  napięcia  i  trzech  obwodów  odbiorczych.  Układ
taki nazywamy układem trójfazowym.

Instalacją elektryczną nazywamy układ współpracujących ze sobą urządzeń

elektrycznych, które służą do doprowadzenia energii elektrycznej z sieci zasilającej do
odbiorników. Pracują one przy napięciu takim jak w sieci rozdzielczej, lub też w niższym za
pośrednictwem transformatorów.

Energia elektryczna przekazywana jest za pośrednictwem przewodów elektrycznych

izolowanych  zbudowanych  z  żył  rozdzielających  je  miedzy  sobą  oraz  otoczeniem.  Tory
przekazujące  energię  elektryczną  tworzą  sieć  rozgałęzioną  składającą  się  z  obwodów
zasilających  i  odbiorczych.  Sterowanie  przepływem  prądu  w  obwodach  realizowane  jest  za
pomocą  urządzeń  załączających,  wyłączających  oraz  przełączających  działających
samoczynnie  lub  sterowanych  przez  człowieka.  Urządzenia  te  to  łączniki  elektryczne.
W punktach gdzie  jeden obwód rozdziela  się  na kilka stosuje się rozdzielnice. Na rysunku 4
przedstawiono  elementy  należące  do  obwodów  rozdzielczych  i  odbiorczych  instalacji
niskiego napięcia.

Rys. 4.

Elementy obwodów rozdzielczych i odbiorczych instalacji niskiego napięcia [1, s. 262]

Wszystkie elementy obwodów instalacji elektrycznej należy dobierać pod względem

wytrzymałości izolacji na panujące napięcie. Każdy element obwodu musi mieć odpowiednio

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

dobrane parametry oraz konstrukcję i obudowę zapewniającą ochronę urządzenia. Ze względu
na moc zasilanych odbiorników instalacje dzieli się na dwa rodzaje:

−

oświetleniowe z odbiornikami małej mocy,

−

siłowe.
Pod względem zagrożenia instalacje dzielimy na dwa rodzaje:

−

nieprzemysłowe, stosowane w budynkach mieszkalnych,

−

przemysłowe, gdzie zagrożenie dla instalacji stanowią warunki środowiskowe. Mają one
odmienną budowę i parametry.
Ze względu na funkcje pełnione przez elementy instalacji, występują w nich następujące

elementy:

−

złącza stanowiące element łączący sieć rozdzielczą z instalacją odbiorczą najczęściej za
pośrednictwem rozdzielnicy umieszczonej w skrzynce złączowej,

−

rozdzielnica główna zawiera wyłącznik główny oraz zabezpieczenia poszczególnych linii
wewnętrznych,

−

wewnętrzna linia zasilająca prowadzona jako instalacja przedlicznikowa, prowadzona jest
w łatwo dostępnych miejscach i łączy instalację odbiorczą z rozdzielnicą,

−

instalacja  odbiorcza,  którą  stanowi  instalacja  znajdująca  się  za  układem  pomiarowym.
Przy braku takiego układu za początek instalacji odbiorczej uważa się zaciski wyjściowe
pierwszego  urządzenia  zabezpieczającego.  W  instalacjach  odbiorczych  wydziela  się
obwody oświetleniowe oraz gniazd wtykowych.
Mieszkaniowa  instalacja  elektryczna  zasilana  poprzez  rozdzielczą  tablicę  mieszkaniową

rozdziela obwód zasilający mieszkanie na poszczególne obwody odbiorcze. Posiada ona
zaciski przyłączeniowe przewodów oraz wyłączniki nadmiarowe i przeciwporażeniowe. Na
rysunku 5 przedstawiono plan elektrycznej instalacji odbiorczej w mieszkaniu.

Rys. 5.

Plan elektrycznej instalacji odbiorczej w mieszkaniu [1, s. 265]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – tablica rozdzielcza mieszkaniowa,
2 – kanał piętrowy z wewnętrzną linią zasilającą i licznikami energii elektrycznej.

Łączniki elektryczne stosowane są do załączania i wyłączania obwodów elektrycznych.

Pod względem budowy mogą być stosowane do częstego załączania i wyłączania, lub też
jedynie do łączenia obwodów z małą częstotliwością. Łączniki służą zarówno do łączenia
obwodów z prądami roboczymi (manewrowe) jak i zwarciowymi (wyłączniki). Jak większość
urządzeń

elektrycznych

łączniki posiadają elementy przewodzące i izolacyjne.

Podstawowymi modułami łącznika są:

−

człon łączeniowy zwierane i rozwierane zestyki,

−

człon napędowy mechanicznie lub elektrycznie sterujący członem łączeniowym,

−

człon gaszeniowy gaszący powstający na zestykach łuk elektryczny.
Dodatkowo, mogą one posiadać urządzenia sygnalizujące położenie zestyków oraz

zabezpieczające przeciążeniowe i zwarciowe.

Łączniki wtyczkowe służą do łączenia obwodów ułożonych na stałe z elementami

obwodów  odbiorników  ruchomych.  Stosuje  się  je  do  obwodów  obciążonych  prądami  małej
wartości.  Styki  ruchome  znajdujące  się  we  wtyczce  nie  są  na  stałe  połączone  z  konstrukcją
posiadającą  styki  nieruchome  –  gniazdem.  Łączniki  wtyczkowe  mają  głównie  zastosowanie
w instalacjach  nieprzemysłowych  jednofazowych  gdzie  gniazda  umieszczane  są  w puszkach
podtynkowych. Osprzęt instalacji podtynkowej został przedstawiony na rysunku 6.

Rys. 6.

Osprzęt instalacji podtynkowej: a) puszka instalacyjna poliwinylowa, b) gniazdo
wtyczkowe [1, s. 269]

Styki nieruchome wykonane są jako sprężynowe tulejki osadzone w korpusie gniazda.

Wtyczki posiadają styki wykonane jako nieosłonięte bolce. Niektóre gniazda posiadają
dodatkowo styki ochronne służące ochronie przeciwporażeniowej.

Łączniki wtyczkowe przemysłowe, ze względu na trudniejsze warunki środowiskowe,

mają bardziej złożoną budowę. Zazwyczaj są one łącznikami trójfazowymi, co powoduje
potrzebę zastosowania większej ilości zestyków. Najczęściej posiadają one trzy styki fazowe,
jeden neutralny i jeden ochronny. Na rysunku 7 przedstawiono gniazdo wtyczkowe
przemysłowe.

Rys. 7.

Gniazdo wtyczkowe przemysłowe: a) żeliwne okrągłe, b) żeliwne podłużne [1, s. 270]

Łączniki instalacyjne stosowane do łączenia instalacji nieprzemysłowych o niewielkich

prądach. Mają zastosowanie w instalacjach oświetleniowych, a montowane są w puszkach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

podtynkowych. Uruchamiane są ręcznie za pośrednictwem klawisza powodującego szybkie
zamykanie i otwieranie obwodu unikając powstawania łuku i iskrzenia. Na rysunku
8 przedstawiono łącznik klawiszowy podtynkowy.

Rys. 8.

Łącznik klawiszowy podtynkowy [1, s. 270]

Łączniki warstwowe stosowane w instalacjach przemysłowych zasilających głównie

silniki o małej częstotliwości rozruchu. Rozróżniamy następujące rodzaje łączników
warstwowych:

−

łączniki warstwowe szczękowe zbudowane są w postaci komór z materiału izolacyjnego,
w  których  znajdują  się  styki  ruchome  i  nieruchome.  Styki  ruchome  w  postaci  szczęk
osadzone  są  na  jednej  osi  połączonej  z  pokrętłem.  Każda  komora  posiada  dwa  styki,
których  zaciski  znajdują  się  na  zewnątrz.  Umieszczenie  nieruchomych  styków  różnych
warstw w różnych  miejscach w komorach, umożliwia dzięki odpowiednim połączeniom
elektrycznym,  uruchamianie  różnych  programów  łączeniowych.  Na  rysunku  9
przedstawiono widok oraz przekrój przełącznika tego typu.

Rys. 9. Łącznik warstwowy szczękowy: a) przekrój, b) widok [1, s. 271]

Na rysunku oznaczono:
1 – pokrętło napędu ręcznego,
2 – osłona,
3 – oś napędu,
4 – sprężyna urządzenia napędowego,
5 – sworzeń mocujący komory,
6 – izolacyjna obudowa komór,
7 – styk ruchomy,
8 – styk nieruchomy,

−

łączniki warstwowe krzywkowe różnią się od łączników szczękowych sposobem
osadzenia styków oraz napędem styku ruchomego. Styki ruchome poruszane są za

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

pomocą krzywek, z których każda może mieć inny kształt. Na rysunku 10 został
przedstawiony przykładowy przełącznik warstwowy krzywkowy.

Rys. 10. Łącznik warstwowy krzywkowy: a) przekrój, b) w obudowie metalowej, c) bez obudowy [1, s. 272]

Na rysunku oznaczono:
1 – styk nieruchomy,
2 – styk ruchomy,
3 – zacisk przyłączeniowy,
4 – sprężyna dociskowa styku ruchomego,
5 – izolacyjna krzywka napędzająca styki ruchome,
6 – wałek napędowy,
7 – komora gaszeniowa.

Łączniki drążkowe służą do załączania i wyłączania obwodów przemysłowych z dużymi

prądami  roboczymi.  Łączenie  realizowane  jest  za  pomocą  dźwigni  poruszających  zestyki
nożowe  lub  dociskowe.  Styki  ruchome  wykonane  z  płaskowników  łączone  są  ze  stykami
nieruchomymi  wykonanymi  w  postaci  szczęk.  W  łącznikach dociskowych  element  ruchomy
i nieruchomy  stykają  się  czołowo. Przyleganie elementów łącznika zapewniają  sprężyny. Na
rysunku 11 został przedstawiony łącznik drążkowy nożowy.

Rys. 11. Łącznik drążkowy nożowy: a) bez komory gaszeniowej, b) z komorą gaszeniową [1, s. 273]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – styk ruchomy nożowy,
2 – styk nieruchomy szczękowy,
3 – zacisk przyłączeniowy,
4 – rączka napędu ręcznego,
5 – uchwyt do mocowania łącznika do ścianki rozdzielnicy,
6 – komora gaszeniowa.

Styczniki stosowane są w obwodach o dużej częstotliwości łączeń. Posiadają one napęd

elektromagnetyczny zasilany napięciem elektrycznym z wzajemnie działającego układu
odbiorników. Sterowanie łącznikiem odbywa się za pomocą załączania i wyłączania obwodu
pomocniczego zasilającego elektromagnes. Na rysunku 12 pokazano zasadę działania, widok
stycznika, schemat elektryczny oraz zasadę działania stycznika termobimetalowego.

Rys. 12. Styczniki: a) zasada działania, b) widok stycznika bez obudowy, c) schemat elektryczny

sterowania załączaniem silnika za pomocą stycznika, d) zasada działania przekaźnika
termobimetalowego [1, s. 273]

Na rysunku oznaczono:
1 – zestyk główny,
2 – napęd elektromagnetyczny,
3 – sprężyna,
4 – zacisk przyłączeniowy przewodu,
5 – zacisk cewki elektromagnesu napędowego,
6 – zestyk pomocniczy,
7 – zacisk przyłączeniowy zestyku pomocniczego,
8 – element termobimetalowy,
9 – zestyk przekaźnika termobimetalowego,
10 – przycisk załączający,
11 – przycisk wyłączający.

Przekaźnik termobimetalowy stosowany jest jako zabezpieczenie przeciążeniowe

obwodu.  Głównym  elementem  budowy  jest  pasek  dwóch  blach  o  różnych  współczynnikach
rozszerzalności  liniowej.  Prądy  robocze  przepływające  przez  bimetal  powodują  wydzielanie
ciepła  i  nagrzewanie  elementu,  co  skutkuje  jego  wygięciem  w  kierunku  paska  metalowego
o mniejszym współczynniku rozszerzalności. Przy prądach przeciążeniowych wygięcie paska
metalowego powoduje otwarcie zestyku przekaźnika.

Wyłączniki mają za zadanie załączanie, przewodzenie i wyłączanie prądów roboczych

i zakłóceniowych. Wyłączniki instalacyjne mocowane są na szynach montażowych lub
wkręcane w podstawy bezpiecznikowe. Wyłączanie obwodów przez wyłącznik w przypadku
wystąpienia zwarć lub przeciążeń następuje samoczynnie. Wyłącznik posiada zamek

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

utrzymujący styki w stanie zamkniętym. Otwarcie styków następuje po zadziałaniu
wyzwalacza

przeciążeniowego

termobimetalowego

lub

wyzwalacza

zwarciowego

elektromagnesu. Na rysunku 13 został przedstawiony wyłącznik instalacyjny serii S190.

Rys. 13.

Wyłącznik instalacyjny serii S190: a) jednobiegunowy, b) czterobiegunowy, c) sposób
mocowania wyłącznika na szynie montażowej, d) schemat elektryczny [1, s. 275]

Na rysunku oznaczono:
1 – dźwignia napędu ręcznego,
2 – otwór do wprowadzenia przewodu,
3 – śruba zaciskowa,
4 – przycisk szybkiego montażu wyłącznika na szynie,
5 – zaczep szybkiego montażu,
6 – szyna montażowa,
7 – zamek,
8 – zestyki główne,
9 – wyzwalacz termobimetalowy,
10 – wyzwalacz elektromagnetyczny.
Na rysunku 14 przedstawiono tradycyjny wyłącznik instalacyjny wkręcany.

Rys. 14. Wyłącznik instalacyjny wkręcany: a) widok, b) zasada działania [1, s. 275]

Na rysunku oznaczono:
1 – przycisk załączający,
2 – przycisk wyłączający,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3 – zestyk główny,
4 – wyzwalacz termobimetalowy,
5 – wyzwalacz elektromagnetyczny,
6 – zapadka,
7 – kotwiczka.

Wyłączniki przemysłowe działają na prądy o większych wartościach. Posiadają one

komory  gaszeniowe  powodujące  gaszenie  łuku  powstającego  podczas  przerywania  obwodu.
Niektóre  wyłączniki  wyposaża  się  dodatkowo  w wyzwalacze  napięciowe  uruchamiające  się
przy  zbyt  dużym  spadku  napięcia.  Ze  względu  na  duże  rozmiary  wyłączniki  przemysłowe
posiadają  napęd  elektromagnetyczny  lub  silnikowy.  Na  rysunku  15  przedstawiono
przemysłowy wyłącznik silnikowy serii M250.

Rys. 15. Wyłącznik silnikowy serii M250 [1, s. 276]

Na rysunku oznaczono:
1 – dźwignia napędu ręcznego,
2 – otwory do przewodów przyłączeniowych,
3 – śruba zaciskowa.

Bezpieczniki są łącznikami, które samoczynnie wyłączają prądy zwarciowe

i przeciążeniowe. Elementem przerywającym obwód jest w tym przypadku drut metalowy,
który pod wpływem przepływającego prądu przepala się. Najczęściej stosowane są dwa
rodzaje bezpieczników. Są to:

−

bezpieczniki instalacyjne,

−

bezpieczniki przemysłowe.
Bezpieczniki

instalacyjne

posiadają

niewielką

zdolność

wyłączania

prądów

zwarciowych. Stosuje się je wówczas, gdy prądy robocze i spodziewane prądy zwarciowe są
niewielkie. Elementami  bezpiecznika są: podstawa bezpiecznika służąca do  jego  mocowania
oraz  przyłączania  przewodów,  wkładka  topikowa  zawierająca  element  topikowy  oraz piasek
kwarcowy,  główka  bezpiecznika  mocująca  go w podstawie  i  wstawka  dolna.  Na  rysunku  16
pokazano budowę oraz wygląd bezpiecznika instalacyjnego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 16. Bezpiecznik instalacyjny: a) przekrój, b) widok [1, s. 277]

Na rysunku oznaczono:
1 – wkładka topikowa,
2 – topik,
3 – gniazdo bezpiecznikowe,
4 – główka,
5 – wziernik główki,
6 – wstawka dolna,
7 – zacisk przewodu obwodu elektrycznego.

W instalacjach odbiorczych budownictwa ogólnego stosowane są najczęściej

bezpieczniki o napięciu znamionowym 250V i prądach znamionowych: 6, 10, 16, 20 i 25A.

Bezpieczniki przemysłowe różnica pomiędzy bezpiecznikami tego typu a bezpiecznikami

instalacyjnymi wyrażona jest parametrami elektrycznymi oraz budową. Napięcie znamionowe
bezpieczników  przemysłowych  wynosi  min.  400V,  a  prądy  znamionowe  sięgają  wartości
1250A.  Wyłączają  one  prądy  zwarciowe  rzędu  kilkudziesięciu  do  kilkuset  kiloamperów.
Zbudowane  są  z  podstawy  ze  stykami  szczękowymi  oraz  wkładek  bezpiecznikowych.  Na
rysunku 17 pokazano schemat bezpiecznika przemysłowego.

Rys. 17. Bezpiecznik przemysłowy [1, s. 278]

Na rysunku oznaczono:
1 – podstawa bezpiecznikowa,
2 – wkładka,
3 – zacisk przewodów,
4 – uchwyt izolacyjny do wyjmowania wkładki z podstawy i umieszczanie jej w podstawie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Światło jest wiązką fal elektromagnetycznych o długości od 380 do 760nm. Ma ono

zdolność  podrażniania  siatkówki  ludzkiego  oka,  dzięki  czemu  człowiek  widzi  obrazy
przedmiotów, od których fale zostały odbite. Źródłem światła jest każde ciało wysyłające fale
elektromagnetyczne  z  zakresu  widzialnego.  Elektryczne  źródła  światła  przetwarzają  energię
elektryczną  na  energię  promienistą,  w  tym  także  na  światło  widzialne.  Źródła  światła
charakteryzują się następującymi wielkościami:

−

strumieniem świetlnym,

−

światłością,

−

luminacją,

−

barwą światła,

−

napięciem elektrycznym,

−

mocą elektryczną,

−

skutecznością świetlną

−

trwałością.
Strumień świetlny

określa ilość energii promienistej emitowanej przez źródło.

Określany jest on jako moc promieniowania widzialnego ocenianą subiektywnie okiem
ludzkim. Jednostką strumienia jest lumen [lm].

Światłość I jest to gęstość przestrzenna promieniowania w określonym kierunku.

Jednostką światłości jest kandela [cd].

Luminacja L – jaskrawość w danym punkcie powierzchni świecącej określana jako iloraz

światłości i powierzchni źródła prostopadłej do rozpatrywanego kierunku. Jednostką
luminacji jest kandela na m

Długość fali promieniowania przeważnie określana jest wielkością temperatury

barwowej.

Napięcie oraz moc są podstawowymi parametrami elektrycznymi odbiornika

elektrycznego, jakim jest źródło światła.

Skuteczność świetlna jest ilorazem strumienia świetlnego wysyłanego przez źródło

światła i zużytej mocy elektrycznej.

Trwałość źródła to czas, w jakim ono pracuje ze stałym, co do wartości strumieniem.
Natężenie oświetlenia charakteryzuje oświetlenie powierzchni, na którą pada strumień

świetlny. Jednostką natężenia oświetlenia jest lux [lx].

Biorąc pod uwagę budowę i zasadę działania, elektryczne źródła światła dzielimy na:

−

lampy żarowe żarówki, są one  najstarszymi wciąż stosowanymi  elektrycznymi źródłami
światła.  Głównym  elementem  emitującym  światło  jest  żarnik  wykonany  z  drutu
wolframowego.  Jego  duża  rezystywność  powoduje  podczas  przepływu  prądu
elektrycznego  nagrzewanie  się  do  temperatury  rzędu  2100–2700

C, co w efekcie

wywołuje wysyłanie  fal elektromagnetycznych, w tym również  fal widzialnych. Cienkie
druty  doprowadzające  prąd  do  żarnika  z elementów umieszczonych  na trzonku  żarówki
znajdują  się  razem  z  żarnikiem  w  zamkniętej  szklanej  bańce.  Budowę  żarówki
przedstawiono na rysunku 18.

Rys. 18. Budowa żarówki [1, s. 251]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – żarnik,
2 – bańka szklana,
3 – trzonek,
4 – przewody doprowadzające prąd do żarnika,
5 – słupek,
6 – nóżka,
7 – rurka pompowa.

Trzonek służy do połączenia metalowych części żarówki z elementami przewodzącymi

oprawy,  a  także  do  jej  osadzenia  w  oprawie.  Są  one  wykonywane  jako  gwintowane  lub
bagnetowe.  Aby  zapobiec  utlenianiu  się  wolframu  jest  on  umieszczony  w bańce  szklanej
pozbawionej  powietrza.  Żarówki  małej  mocy  wykonywane  są  jako  próżniowe,  natomiast
żarówki o większej mocy wypełniane są gazami neutralnymi takimi jak azot, argon, krypton
lub  ksenon.  Bańki  żarówek  wykonane  są  ze  szkła  przeźroczystego  lub  nieprzeźroczystego.
Szkło  nieprzeźroczyste  zapewnia  bardziej  równomierne  rozproszenie  światła  ograniczając
jednocześnie  strumień  świetlny.  Na  rysunku  19  przedstawiono  gwintowany  i  bagnetowy
trzonek żarówki.

Rys. 19. Trzonki żarówek: a) gwintowany, b) bagnetowy [1, s. 251]

Na rysunku oznaczono:
1) metalowe styki łączące żarówkę z siecią zasilającą,
2) izolacja.

Po dodaniu do gazu znajdującego się w bańce żarówki i stworzeniu cyklu

regeneracyjnego  polegającego  na  ponownym  osiadaniu  odparowanych  cząstek  wolframu  na
żarniku  otrzymano  żarówki  halogenowe.  Cykl  regeneracyjny  w  żarówce  sprzyja
podwyższeniu  temperatury  żarnika.  Mają  one  małe  wymiary,  strumień  świetlny  o  dużej
wartości  i  stałym  czasie  oraz  dużą  trwałość  i  skuteczność  świetlną.  Budowane  są  w postaci
rurek, a styki w kształcie prętów lub płaskowników wciskane są do oprawki.

−

lampy fluorescencyjne – świetlówki, wykonuje się jako szklane rury zakończone po obu
stronach  metalowymi  denkami  z  osadzonymi  stykami  przyłączeniowymi  po  stronie
zewnętrznej,  a  elektrodami  po  stronie  wewnętrznej.  Rura  świetlówki  wypełniona  jest
wewnątrz  parami  rtęci  o  niskim  ciśnieniu,  a  jej  ściany  pokryte  są  substancją  zwaną
luminoforem.  Na  rysunku  20  przedstawiono budowę  oraz układ elektrycznych  połączeń
w świetlówce.

Rys. 20. Świetlówka: a) budowa, b) układ elektryczny połączeń [1, s. 253]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – elektroda,
2 – styk przyłączowy,
3 – przewody łączące styk przyłączowy z elektrodą,
4 – rura szklana pokryta od wewnątrz luminoforem,
5 – świetlówka,
6 – zapłonnik,
7 – dławik,
8 – kondensator do poprawy współczynnika mocy,
9 – kondensator przeciwzakłóceniowy.

Doprowadzone do elektrod napięcie powoduje wyładowania elektryczne w parach rtęci.

Wyładowania  te  powodują  emisję  promieniowania  nadfioletowego,  które  oddziałując  na
luminofor  powodują  wysyłanie  fal  widzialnych.  Świetlówki  zasilane  są  z sieci  prądu
przemiennego, wymagają  jednak urządzenia zwanego zapłonnikiem wspomagającego proces
ich  zapłonu.  W  celu  poprawy  współczynnika  mocy  w  obwodzie  świetlówki  instaluje  się
stabilizatory prądu i kondensatory. Zapłon świetlówki realizowany jest za pomocą zapłonnika
i  dławika.  W  chwili  przyłączenia  świetlówki  do  obwodu  zasilającego  na  elektrodach
zapłonnika  zaczynają  się  wyładowania  elektryczne.  Elektrody  zapłonnika  nagrzewają  się
i w efekcie  dochodzi  do  ich  zetknięcia. Następuje chwilowy  wzrost  napięcia pozwalający  na
rozpoczęcie  wyładowań  w  rurze  świetlówki.  Zastosowanie  w  układzie  zapłonu  dławika
zwanego statecznikiem ogranicza prąd podczas pracy świetlówki.

Lampy typu kompakt buduje się w różnych kształtach i barwach światła. Tradycyjny

zapłonnik  i  statecznik  zostały  w  nich  zastąpione  układem  elektronicznym.  Układ
elektroniczny  wmontowany  jest  w  trzonek  świetlówki  i  stanowi  z  nią  jedną  całość.  Trzonek
posiada gwint pozwalający  na  montaż świetlówki w oprawach przeznaczonych dla  żarówek.
Świetlówka typu kompakt została przedstawiona na rysunku 21.

Rys. 21. Świetlówka typu kompakt [1, s. 254]

−

lampy wyładowcze zalicza się do nich lampy rtęciowe, sodowe, neonowe, ksenonowe.
Lampy  rtęciowe  wysokoprężne  emitują  światło  na  skutek  wyładowań  w  parach  rtęci
znajdujących  się  w  rurze  szklanej  pod  zwiększonym  ciśnieniem.  Wysokie  ciśnienie
pozwala  na  powstawanie  w  gazie  podczas  wyładowań  fal  elektromagnetycznych
w zakresie  widzialnym.  Wyładowania  elektryczne  następują  w  jarzniku  wykonanym  ze
szkła kwarcowego, wypełnionym argonem i małą ilością płynnej rtęci. Po podłączeniu do
sieci  następuje  wyładowanie  elektryczne  między  elektrodą  główną  i  zapłonową.
W wyniku  wzrostu  temperatury  rtęć  zaczyna  parować.  Po  wypełnieniu  jarznika  parami
rtęci,  wyładowania  następują  między  elektrodami  głównymi.  Lampy  rtęciowe
wyposażone  są  w  stateczniki  i  kondensatory.  Budowa  lampy  rtęciowej  została
przedstawiona na rysunku 22.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 22. Budowa lampy rtęciowej. ]Na rysunku oznaczono:1 – trzonek,2 – bańka szklana

zewnętrzna,3 – elektrody główne,4 – elektroda zapłonowa,5 – jarznik [1, s. 254

Podobna zasada działania charakteryzuje lampy sodowe i neonowe. Lampy sodowe

wypełnione są parami sodu. Buduje się je jako nisko- i wysokoprężne.

Lampy neonowe wykonuje się w postaci rur wypełnionych neonem. Mają zastosowanie

głównie jako lampy do wykonywania reklam. Zaliczają się do nich również lampy
wypełnione argonem, helem lub ich mieszaninami z rtęcią.

Lampy ksenonowe pracują na zasadzie wyładowań w rurze ze szkła kwarcowego

zachodzących pomiędzy elektrodami z wolframu.

Oprawy oświetleniowe służą do zamocowania źródeł światła i doprowadzenia do nich

napięcia  elektrycznego  z  sieci  zasilającej.  Elementami  składowymi  opraw  oświetleniowych
są:  oprawki  służące  do  mocowania  źródeł  światła  i  połączenia  ich  z  instalacją  zasilającą;
odbłyśniki  ukierunkowujące  strumień  świetlny;  klosze  stanowiące  osłonę  źródła  światła;
siatki  chroniące  klosze  od  uszkodzeń;  kadłuby  opraw  służące  do  zamocowania  oprawek
i innych elementów oprawy. Oprawy świetlówek zawierają dodatkowe elementy elektryczne
lub  elektroniczne  potrzebne  do  zapoczątkowania  procesu  wyładowania  w  świetlówce.  Na
rysunkach 23 i 24 przedstawiono budowę oprawki żarówki i oprawy oświetleniowej.

Rys. 23. Oprawka żarówek [1, s. 257]

Rys. 24. Budowa oprawy oświetleniowej [1, s. 257]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku 23, oznaczono:
1 – przewód zasilający,
2 – styk środkowy,
3 – styk boczny,
4 – trzonek żarówki,
5 – bańka szklana żarówki.
Na rysunku 24, oznaczono:
1 – korpus główny,
2 – oprawka,
3 – odbłyśnik,
4 – źródło światła,
5 – klosz,
6 – siatka ochronna.

Każda oprawa zawiera kadłub i oprawkę dostosowaną do typu i budowy instalowanego

źródła światła. Pozostałe elementy zależą od warunków środowiskowych, estetycznych
i przeznaczenia oświetlenia.

Oprawy oświetleniowe można podzielić na:

−

oprawy zewnętrzne,

−

oprawy przemysłowe,

−

oprawy wnętrzowe ogólnego i specjalnego przeznaczenia.
Oprawy oświetleniowe zewnętrzne służą do oświetlania ulic, placów, terenów. Kierują

strumień światła w jednym kierunku i chronią źródło światła przed warunkami
atmosferycznymi.

Oprawy oświetleniowe przemysłowe służą do oświetlania pomieszczeń przemysłowych

oraz stanowisk pracy. Posiadają odbłyśniki, klosze, a czasem siatki chroniące. Często
wymaga się, aby były szczelne i odporne na wilgoć. Oprawy przemysłowe można podzielić
na zwykłe, odporne na pył i wodę oraz przeciwwybuchowe.

Oprawy oświetleniowe wnętrzowe ogólnego przeznaczenia mają zastosowanie

w pomieszczeniach  mieszkalnych, biurowych, budynkach publicznych. Oświetlenie powinno
mieć  zróżnicowaną  barwę  i  natężenie,  a  oprawy  powinny  odznaczać  się  dużą  estetyką.
Oprawy oświetleniowe o specjalnym przeznaczeniu to oprawy dla specjalnych źródeł światła
lub  montowane  w  specjalnym  otoczeniu,  w  nietypowych  miejscach  o  dużym  zagrożeniu
środowiskowym.

Ze względu na równomierność oświetlenia w czasie zaleca się rozdzielenie sieci

zasilającej  źródła  światła  od  sieci  zasilającej  odbiorniki  powodujące  wahania  napięcia.
Rozkład  luminacji  w  polu  widzenia  powinien  zapewniać  warunki  dobrego  rozróżnienia
obserwowanych  przedmiotów  od  tła  jednocześnie  nie  powodując  efektu  olśnienia.
W zależności  od  wymaganego  natężenia  oświetlenia  powinno  się  stosować  oświetlenie
złożone  z  oświetlenia  ogólnego  równomiernie  oświetlającego  całe  pomieszczenie  oraz
oświetlenia miejscowego.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są środki ochrony podstawowej?
2.  Co to jest prąd elektryczny?
3.  Jak brzmi prawo Ohma?
4.  Co to jest rezystancja?
5.  Jakie są rodzaje prądu?
6.  Jakie są główne elementy przyrządów pomiarowych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7.  Jakie są rodzaje przyrządów elektromechanicznych?
8.  Jakie elementy wchodzą w skład przyrządów elektronicznych?
9.  Jakie elementy zaliczamy do urządzeń elektronicznych?
10.  Jakie są rodzaje obwodów elektrycznych?
11.  Jakimi parametrami charakteryzują się źródła prądu?
12.  Co to są obwody rozgałęzione?
13.  Jak brzmią prawa Kirchoffa?
14.  Co to są obwody prądu przemiennego?
15.  Co to jest instalacja elektryczna?
16.  Jakie są rodzaje instalacji elektrycznych?
17.  Jakie są podstawowe moduły łącznika elektrycznego?
18.  Jakie są rodzaje łączników?
19.  Jakie są rodzaje bezpieczników?
20.  Jakie są elektryczne źródła światła?
21.  Jaka jest budowa jarzeniówki?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw w postaci tabeli rodzaje wyłączników. Określ ich właściwości, cechy

charakterystyczne, budowę, oraz przedstaw przykłady ich zastosowania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

charakterystyczne oraz budowę,

5)  podać przykłady zastosowania każdego z nich,
6)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Przeanalizuj budowę poszczególnych źródeł światła. Określ ich cechy wspólne oraz wady

i zalety stosowania każdego z nich. Określ parametry techniczne je charakteryzujące.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5)  określić ich cechy wspólne, wady i zalety stosowania każdego z nich,
6)  określić parametry techniczne je charakteryzujące,
7)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 3

Scharakteryzuj klasyfikację przyrządów pomiarowych. Określ zasadę działania,

właściwości i zastosowanie każdego z rodzajów przyrządów pomiarowych. Opisz po dwa
przykłady każdego rodzaju przyrządów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  określić klasyfikację przyrządów pomiarowych,
5)  określić  zasadę  działania,  właściwości  oraz  zastosowanie  każdej  grupy  przyrządów

pomiarowych,

6)  opisać po dwa przykłady przyrządów pomiarowych, dla każdej grupy,
7)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 4

Określ na podstawie schematu, elementy obwodu elektrycznego prądu stałego

i przemiennego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  określić na podstawie schematu elementy obwodu elektrycznego prądu stałego,
5)  określić na podstawie schematu elementy obwodu elektrycznego prądu przemiennego,
6)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7)  zaprezentować pracę na forum grupy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

przykładowe schematy obwodów prądu stałego,

−

przykładowe schematy obwodów prądu przemiennego.

Ćwiczenie 5

Określ średnicę przewodu w zależności od wielkości pobieranej mocy: 600W, 1500W,

5000W.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  wyszukać  w  literaturze  dopuszczalne  obciążenie  prądowe  poszczególnych  rodzajów

przewodów,

5)  określić średnicę przewodu dla podanych wielkości pobieranej mocy,
6)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek.

Ćwiczenie 6

Korzystając z różnych źródeł informacji (literatura, internet) przedstaw właściwości oraz

zadania, jakie pełni: uziemienie ochronne, uziom, przewód uziemiający i zerowanie. Wykonaj
pomiar rezystancji izolacji oraz uziemienia korzystając z omomierza.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

uziemiający i zerowanie,

5)  wykonać pomiar rezystancji izolacji oraz uziemienia posługując się omomierzem,
6)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
7)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

omomierz,

−

literatura,

−

stanowisko komputerowe z dostępem do Internetu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić środki ochrony podstawowej?



zdefiniować podstawowe pojęcia charakteryzujące prąd elektryczny?



określić rodzaje prądu?



określić elementy przyrządów pomiarowych?



określić rodzaje przyrządów elektromechanicznych?



określić elementy zaliczane do urządzeń elektronicznych?



rozróżnić rodzaje obwodów elektrycznych?



określić parametry charakteryzujące źródła prądu?



określić obwody prądu przemiennego?



10) określić rodzaje instalacji elektrycznych?



11) rozróżnić źródła światła?



12) określić moduły łącznika elektrycznego?



13) rozróżnić rodzaje łączników?



14) określić budowę jarzeniówki?



15) rozróżnić rodzaje bezpieczników?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Podstawy elektroniki. Maszyny elektryczne

4.2.1. Materiał nauczania

Elektronika stanowi element naszego codziennego życia, dzięki takim urządzeniom jak

telewizory, radioodbiorniki, odtwarzacze, zegarki. W przemyśle układy elektroniczne są
przede wszystkim stosowane w urządzeniach:

−

wykorzystywanych

pomiarów

różnych

wielkości

fizycznych-elektrycznych

i nieelektrycznych,

−

stosowanych do samoczynnego sterowania i regulacji procesów i urządzeń
przemysłowych,

−

wykorzystywanych do badania materiałów, w sposób nie powodujący ich zniszczenia,

−

pomocniczych wykorzystywanych w niektórych procesach technologicznych.
W większości przypadków do budowy układów elektronicznych wykorzystuje się

półprzewodniki, jednak w niekiedy wciąż wykorzystywane są lampy elektronowe.

Półprzewodniki są materiałami charakteryzującymi się zdolnościami przewodzenia

wykorzystując przy tym przemieszczanie elektronów swobodnych pod wpływem pola
elektrycznego. Do podstawowych materiałów półprzewodnikowych wykorzystywanych
w elektronice są:

−

german,

−

krzem.
W stanie czystym materiały te wykazują stosunkowo niewielką przewodność elektryczną.

W celu

jej

zwiększenia

wprowadzane

są

domieszki

innych

pierwiastków.

W półprzewodnikach,  które  zawierają  domieszkę  dającą  elektrony  swobodne  przenoszące
ładunki  ujemne  nazwano  półprzewodnikami  typu  N.  W  przypadku  dodania  jako  domieszki
pierwiastka  trójwartościowego  są  tworzone  półprzewodniki  typu  P  przenoszące  ładunki
dodatnie. Do elementów półprzewodnikowych można zaliczyć:

−

diody półprzewodnikowe,

−

tranzystory,

−

tyrystory,

−

elementy optoelektroniczne.
Diody półprzewodnikowe są to elementy, w których wykorzystuje się zjawiska fizyczne

występujące w złączach PN. Jej podstawową właściwością jest jednokierunkowe
przewodzenie, co w przypadku wpięcia jej w obwód, który zasilany jest napięciem
przemiennym sprawi, że będzie działała jak prostownik jednopołówkowy. Z tego też powodu
zwykłą diodę półprzewodnikową określa się mianem diody prostowniczej.

Na rysunku 25 przedstawiono przykładowe diody półprzewodnikowe z radiatorem oraz

bez radiatora. Radiator jest elementem, który stosowany jest w celu zwiększenia oddawania
wydzielanego przez diodę ciepła do otoczenia.

Rys. 25. Widok diod półprzewodnikowych: a) małej mocy, b) dużej mocy, c) z radiatorem [1, s. 118]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku 26 przedstawiono strukturę diody półprzewodnikowej ze złączem PN.

Rys. 26. Struktura diody półprzewodnikowej ze złączem PN [1, s. 118]

W układach elektronicznych oprócz zwykłych diod półprzewodnikowych stosowane są

diody posiadające inne cechy funkcjonalne. Są one uzyskiwane poprzez stosowanie innej
technologii wytwarzania oraz zmianom w ich konstrukcji. Do powszechnie stosowanych diod
półprzewodnikowych można dodatkowo zaliczyć:

−

diody Zenera – są one stosowane w elektronicznych układach stabilizacji napięć,
w układach ograniczników, jako źródła odniesienia itp. W przypadku wykorzystania
w układzie diody tego typu należy do niego dołączyć ogranicznik prądu,

−

diody tunelowe – są one stosowane w układach wzmacniających, generatorach
mikrofalowych, układach impulsowych o dużej szybkości działania, itp.,

−

diody pojemnościowe – występują dwa rodzaje diod tego typu. Są to:

−

warikapy są one używane jako zmienne pojemności np. w układach automatycznego
przestrajania obwodów rezonansowych,

−

waraktory są one używane jako zmienne reaktancje, które spełniają funkcje
elementów czynnych w układach pneumatycznych,

−

diody impulsowe są one stosowane w układach impulsowych, najczęściej pełnią funkcję
kluczy przepuszczających impulsy w jednym tylko kierunku,

−

diody mikrofalowe są one stosowane w elektronicznych układach detekcyjnych
mieszających oraz układach, w których koniecznością staje się wykorzystanie zmiennych
impedancji a także elementów o ujemnej rezystancji.
Tranzystory są to elementy półprzewodnikowe trójwarstwowe, trójelektrodowe.

Umożliwiają one wykorzystując sygnał małej mocy, sterowanie przepływem dużej mocy.
Wykorzystywany on jest w układach, w których konieczne jest sterowanie sygnałem
liniowym lub skokowym. Występują dwa podstawowe rodzaje tranzystorów. Są to:

−

tranzystory bipolarne struktura rzeczywista oraz widok tranzystora został przedstawiony
na rysunku 27.

Rys. 27. Tranzystor bipolarny: a) struktura rzeczywista, b) widok tranzystorów [1, s. 122]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Zbudowane są one w taki sposób, że tworzą strukturę trójwarstwową PNP lub NPN.

Elektrody, które przylegają do warstw skrajnych nazywane są emiterem „E” oraz kolektorem
„C”. Elektroda warstwy środkowej nazywana jest bazą „B”. W tranzystorach tego typu
główny prąd płynie poprzez dwie elektrody odwrotnie spolaryzowane E i C.

−

tranzystory unipolarne są one określane również jako tranzystory polowe. Tranzystory
tego typu można podzielić na dwie zasadnicze grupy. Są to:

−

tranzystory unipolarne złączowe rysunek 28 przedstawia strukturę tranzystora tego typu.

Rys. 28.

Struktura tranzystora unipolarnego złączowego [1, s. 125]

W tranzystorach unipolarnych złączowych główne elektrody oznaczono jako Sźródło

oraz Ddren. Bramka sterująca została oznaczona jako G. Literą N został oznaczony kanał do
którego przylega źródło oraz dren,

−

tranzystory  unipolarne  z  izolowaną  bramką  –  rysunek  29  przedstawia  strukturę
tranzystora tego typu. W tranzystorach unipolarnych z izolowaną bramką źródło „S” oraz
dren  „D”  są  ze  sobą  połączone  silnie  domieszkowanym  obszarem  P.  Elektroda  bramki
„G”  znajduje  się  na  powierzchni  dielektryka.  W  przypadku  tych  tranzystorów  może
zostać wyprowadzona końcówka podłoża „B” w celu dodatkowej polaryzacji.

Rys. 29.

Struktura tranzystora unipolarnego z izolowaną bramką [1, s. 126]

Tyrystory są to elementy półprzewodnikowe krzemowe, składające się z czterech warstw,

tworzące układ PNPN. Na rysunku 30 przedstawiono model strukturalny oraz uproszczoną
strukturę tyrystora tego typu.

Rys. 30. Tyrystor a) model strukturalny, b) uproszczona struktura pastylki tyrystora [1, s. 127]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Tyrystor wyposażony jest w trzy elektrody. Dwie z nich przyłączone są do warstw

skrajnych oznaczonych jako K – katoda i A- anoda. Trzecia elektroda G – bramka,
przyłączona jest do jednej z warstw środkowych. Przewodzenie w nim odbywa się
w kierunku od anody do katody.

Istnieje wiele konstrukcji tyrystorów. Najczęściej stosowaną jest konstrukcja dyskowa

tzw.

pastylka.

ona

hermetyczną

obudowę

metalowo-ceramiczną

lub

metalowo-epoksydową. W przypadku, gdy wydzielają one zbyt dużą ilość ciepła, wyposażane
są w radiatory, które są chłodzone powietrzem lub wodą.

Do podstawowych zalet tyrystorów można zaliczyć:

−

niewielką masę i małe rozmiary,

−

dużą odporność na wstrząsy,

−

dużą sprawność sterowania.
Elementy optoelektroniczne do elementów tego typu zaliczane są przetworniki

półprzewodnikowe świetlne. W elementach optoelektronicznych natężenie świetlne wpływa
na zmianę ich parametrów elektrycznych lub zmiana ich parametrów elektrycznych sprawia
wytworzenie strumienia świetlnego. Do tych elementów zaliczane są:

−

fotorezystory

−

fotodiody,

−

fototranzystory,

−

diody elektroluminescencyjne,

−

transoptory.
Transformatory są urządzeniami elektrycznymi, w których energia elektryczna prądu

przemiennego jest transformowana z jednego napięcia na inne. Mają one zastosowanie
zarówno do prądu jedno i trójfazowego.

Transformatory energetyczne mają zastosowanie przy przesyle energii elektrycznej.

Pełnią one funkcję łączącą elektrownie z sieciami przesyłowymi podwyższając napięcie lub
też łączą sieci przesyłowe z sieciami dystrybucyjnymi obniżając odpowiednio napięcie.

Transformatory

specjalne

mają

zastosowanie

obwodach

pomiarowych,

sygnalizacyjnych, zabezpieczających, a także w obwodach zasilających urządzenia
spawalnicze czy prostownikowe.

Każdy transformator składa się z uzwojenia i rdzenia wykonanego z pakietu izolowanych

pasków blachy krzemowej. Uzwojenie wykonuje się z izolowanych przewodów.

Ze względu na potrzebę odprowadzania ciepła z transformatora stosuje się chłodzenie

naturalne  powietrzem  transformatory  suche,  a  przy  transformatorach  dużej  mocy  rdzeń
i uzwojenia umieszczone są w oleju transformatorowym. Olej poza funkcją chłodzącą stanowi
również  dobrą  izolację.  Rozgrzany  olej  transportowany  jest  grawitacyjnie  lub  za  pomocą
pomp  do  radiatorów,  w  których  ochładza  się.  Na  rysunku  31  przedstawiono  transformator
energetyczny dużej mocy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
I – wartość prądu elektrycznego,
U – napięcie,
N – liczba zwojów.

Jeśli w uzwojeniu pierwotnym popłynie prąd to spowoduje on powstanie strumienia

magnetycznego. Poprzez rdzeń transformatora płynący strumień magnetyczny indukuje siłę
elektromotoryczną w uzwojeniu wtórnym. Stosunek sił elektromotorycznych indukowanych
w obu uzwojeniach transformatora nosi nazwę przekładni transformatora. Wyliczana jest ona
z zależności:

K = E

/ E

gdzie:
E

– całkowita siła elektromotoryczna indukowana w uzwojeniu pierwotnym,

– całkowita siła elektromotoryczna indukowana w uzwojeniu wtórnym.

Przy otwartym obwodzie wtórnym transformatora wartość prądu płynącego w obwodzie

pierwotnym jest bardzo mała. Stan ten jest nazywany stanem jałowym, a prąd płynący
w uzwojeniu pierwotnym prądem jałowym.

Napięcia znamionowe to napięcia, na jakie zbudowano transformator oraz jakie

występują podczas stanu jałowego.

Stan obciążenia to stan występujący, gdy uzwojenie wtórne jest połączone

z odbiornikami.

Ponieważ napięcie i siła elektromotoryczna w uzwojeniu pierwotnym ma wartość stałą,

dlatego  wzrostowi  natężenia  prądu  w  uzwojeniu  pierwotnym  towarzyszy  wzrost  natężenia
w uzwojeniu  pierwotnym.  Każdy  transformator  ma  określone  największe  dopuszczalne
obciążenie zwane  mocą znamionową. W transformatorach  jednofazowych jest to największa
wartość prądu jak może płynąć przez uzwojenie pierwotne. Określana jest ona z zależności:

= U

Stan zwarcia transformatora jest stanem, w którym uzwojenie wtórne jest zwarte,

a uzwojenie pierwotne zasilane. Podczas stanu zwarcia w obu uzwojeniach płyną prądy
o dużym natężeniu mogące doprowadzić do uszkodzenia urządzenia. Stan zwarcia jest więc
stanem awaryjnym.

Napięcie zwarcia jest napięciem doprowadzonym do zacisków pierwotnych przy

zwartych zaciskach uzwojenia wtórnego, wywołującym w uzwojeniach transformatora prądy
znamionowe.

Transformatory trójfazowe przy napięciu układu trójfazowego można wykorzystać trzy

transformatory  jednofazowe  jednak  tańsze  i  prostsze  konstrukcyjnie  są  transformatory
trójfazowe.  Transformatory  trójfazowe  różnią  się  od  jednofazowych  kształtem  rdzenia  oraz
ilością  uzwojeń.  Na  rysunku  33  przedstawiono  porównanie  transformatorów  w  układzie
trójfazowym.

Rys. 33. Transformatory

układach

trójfazowych:

trzy

transformatory

jednofazowe,

b) transformator trójfazowy na rdzeniu trzykolumnowym [1, s. 188]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Uzwojenia pierwotne jak i wtórne transformatorów trójfazowych łączy się w gwiazdę lub

trójkąt.  W  transformatorach  zasilających  sieci  niskiego  napięcia  stosuje  się  również
połączenia  uzwojeń  wtórnych  w  tzw.  zygzak.  Uzwojenia  wtórne  podzielone  na  dwie  części
osadzone  są  na  innej  kolumnie.  Daje  to  możliwość  uzyskania  większej  równomierności
obciążeń  po  stronie  pierwotnej.  Grupa  połączeń  to  układ  połączeń  oraz  kąt  przesunięcia
fazowego między napięciami po stronie pierwotnej i wtórnej.

W celu uzyskania większej niezawodności stosuje się równoległe połączenie kilku

transformatorów o mniejszych mocach. Transformatory te muszą jednak posiadać jednakowe
napięcia znamionowe, jednakowe grupy połączeń i napięcia zwarcia.

Autotransformatory posiadają jedno uzwojenie, do którego podłączone są obwody strony

pierwotnej i wtórnej. Zasada działania tych transformatorów jest taka sama jak
transformatorów jednofazowych. Ich zaletami są mniejszy ciężar i rozmiary, a także mniejsze
straty mocy. Główną wadą jest niebezpieczeństwo przerzucenia wyższego napięcia na stronę
niższego oraz mała wytrzymałość na stany zwarciowe.

Transformatory specjalne znalazły one zastosowanie w przemyśle, energetyce,

gospodarstwach domowych, laboratoriach. Do najczęściej spotykanych transformatorów tego
typu można zaliczyć:

−

przekładniki  prądowe  przekładniki  prądowe  służą  do  rozszerzania  zakresu  przyrządów
mierzących  prąd,  moc  czy  energię,  a  także  są  stosowane  w  układach  sterowniczych
i zabezpieczających.  Wykonane  są  jako  transformatory  jednofazowe.  Ponieważ
przekładniki  pracują  w  stanie  zwarcia,  więc  praca  w  obwodzie  nieobciążonym  jest
niedopuszczalna z uwagi na duże zagrożenie dla ludzi,

−

przekładniki  napięciowe  są  transformatorami  jednofazowymi  przeznaczonymi  do
rozszerzania  zakresów  przyrządów pomiarowych,  sterowniczych  lub  zabezpieczających,
reagujących  na  stany  napięcia.  Przekładniki  napięciowe  pracują  w  warunkach  stanu
jałowego,

−

laboratoryjne autotransformatory regulacyjne mają one rdzeń w kształcie pierścienia
z nawiniętym izolowanym uzwojeniem. Do nie izolowanej zewnętrznej części uzwojenia
przylega szczotka połączona z zaciskiem strony wtórnej. Przesuwanie szczotki po
obwodzie daje możliwość regulowania napięcia strony wtórnej,

−

transformatory  bezpieczeństwa  są  stosowane  do  zasilania  odbiorników  małej  mocy
w warunkach  niebezpieczeństwa  porażeniem.  Najczęściej  posiadają  one  napięcie
pierwotne  220V  i  wtórne  24V,  nie  stanowiące  zagrożenia  dla  człowieka.  Stosowane  są
najczęściej do zasilania lamp, dzwonków itp.
Do  transformatorów  specjalnych  stosowanych  w  przemyśle,  zaliczamy  między  innymi

transformatory mające małe napięcia strony wtórnej, lecz duże natężenia znamionowe strony
wtórnej. Służą one do zasilania pieców elektrycznych lub jako transformatory spawalnicze do
spawania łukowego.

Silniki prądu stałego można zakwalifikować do maszyn samowzbudnych. Wyróżnia się

następujące rodzaje silników:

−

silniki bocznikowe,

−

silniki szeregowe,

−

silniki szeregowo-bocznikowe.
Prędkość obrotowa silnika zależna jest od zmiany napięcia zasilającego. Na zmiany

napięcia  najbardziej  reagują  silniki  bocznikowe.  W  silnikach  szeregowych  obserwujemy
znaczny  wzrost  prędkości  przy  spadku  momentu  obrotowego.  W  krytycznym  momencie
prędkość może przekroczyć wartości dopuszczalne. Zjawisko to nazywamy rozbieganiem się
silnika.  Może  ono  prowadzić  do  uszkodzenia  maszyny,  dlatego  silniki  szeregowe  pracują
zawsze  pod  obciążeniem.  W  silnikach  bocznikowych  zjawisko  takie  raczej  nie  występuje,
ponieważ przy zmianach obciążenia charakteryzuje je mała zmiana prędkości obrotowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Podczas rozruchu silnika prądu stałego pojawia się duży prąd rozruchowy. Aby

przeciwdziałać temu zjawisku obwód wirnika wyposażony jest dodatkowo w szeregowo
włączone rezystory rozruchowe. Podczas rozruchu, gdy prąd rozruchowy się zmniejsza,
należy stopniowo zmniejszać rezystancję do zera.

Silniki prądu stałego mają zastosowanie szczególnie tam, gdzie istotna jest możliwość

regulowania prędkości obrotowej. Prędkość obrotowa zależy od napięcia zasilającego
U, rezystancji R, prądu I oraz strumienia magnetycznego

wytworzonego w stojanie.

Wyliczana jest ona z zależności:

−

gdzie:
k jest współczynnikiem zależnym od budowy silnika.

Regulacja prędkości silników prądu stałego realizowana jest poprzez zmianę jednego

z parametrów U, R lub

Zmianę rezystancji uzwojeń wirnika realizuje się poprzez włączenie w obwód uzwojeń

dodatkowych  rezystorów  o  ściśle  określonej  rezystancji.  Zmiana  tej  rezystancji  umożliwia,
w zależności  od  momentu  obciążającego  silnik,  regulację  prędkości  obrotowej.  Sposób
regulacji  prędkości  obrotowej  poprzez  zmianę  rezystancji,  stosowany  jest  w  napędach,
w których  istotne  jest  utrzymanie  stałej  prędkości  obrotowej  przy  zmiennych  obciążeniach.
Wadą jest duża strata energii wydzielanej na rezystorach w postaci ciepła.

Zmiana strumienia

uzyskana poprzez włączenie w obwód wzbudzenia rezystora

o regulowanej rezystancji również daje możliwość regulacji prędkości obrotowej. Zmiana
rezystancji wywołuje zmianę wartości prądu wzbudzenia powodując zmianę strumienia
magnetycznego

. Strumień wzrasta wraz ze wzrostem prądu wzbudzenia powodując

zmniejszanie prędkości obrotowej. W silnikach bocznikowych prąd wzbudzenia stanowi
zaledwie kilka procent prądu pobieranego przez silnik, więc straty energii na rezystorze
regulacyjnym są znikome.

Zmiana wartości napięcia wykorzystywana do regulacji prędkości obrotowej, pomimo iż

charakteryzuje się małymi stratami energii, wymaga zastosowania regulowanego źródła
napięcia.

Nowoczesna technologia umożliwia obecnie zastosowanie do regulacji prędkości

obrotowej silników prądu stałego, elektronicznych układów regulacyjnych. Ich zaletą jest
możliwość uzyskania dużej płynności regulacji w szerokim zakresie i krótkiego czasu trwania
momentów przejściowych. Charakteryzują się one również dużą niezawodnością
i stabilnością nastawianych wartości.

Główną rolę w elektronicznych układach regulacji odgrywają przekształtniki tyrystorowe

zmieniające energię dostarczaną ze źródła na energię o żądanej wartości napięcia. Dają one
również możliwość zasilania silników prądu stałego z sieci prądu przemiennego działając
jako prostowniki.

Podczas zasilania silnika ze źródła prądu stałego, regulacja prędkości obrotowej polega

na okresowym odłączaniu napięcia przez łączniki tyrystorowe. Ich działanie można porównać
do połączonego szeregowo, otwieranego cyklicznie łącznika mechanicznego i diody. Łączniki
tyrystorowe wykazują niewielkie straty, gdyż moc na wejściu łącznika jest taka jak moc
silnika. Hamowanie silników prądu stałego może być realizowane w następujący sposób:

−

naturalnie,

−

mechanicznie

−

elektrycznie.
Hamowanie elektryczne prądnicowe umożliwia odzyskiwanie energii, ale tylko wówczas,

gdy prędkość obrotowa jest większa od prędkości biegu jałowego silnika. Siła
elektromotoryczna indukowana na uzwojeniach wirnika przewyższa wartością napięcie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

i w wyniku tego prąd zaczyna płynąć w odwrotnym kierunku. Silnik zaczyna pełnić rolę
prądnicy.

Hamowanie przeciwprądem polega na zmianie biegunowości napięcia. Następuje zmiana

zwrotu momentu obrotowego i spadek prędkości obrotowej aż do chwili zatrzymania
urządzenia. Należy pamiętać o odłączeniu silnika od zasilania, aby uniknąć zmiany kierunku
wirowania maszyny.

Hamowanie dynamiczne realizuje się poprzez odłączenie uzwojeń wirnika od sieci

i połączenie ich końców ze sobą poprzez rezystor. Maszyna pracuje wówczas jako prądnica,
a wytworzona energia zamieniana jest na dodatkowej rezystancji w ciepło.

Do hamowania silników wykorzystuje się również układy tyrystorowe, w których dioda

zamyka dopływ energii elektrycznej a tyrystor zamyka prąd w obwodzie o niewielkiej
impedancji. Energia wytworzona przez wirnik może zostać oddana do sieci lub zamieniona na
ciepło na rezystorze.

Silniki indukcyjne jednofazowe są zaliczane do silników klatkowych. Ze względu na

problem wytworzenia wirującego pola magnetycznego stosuje się dwa uzwojenia przesunięte
względem  siebie. Obwód jednego uzwojenia wykonany  jest o innej  impedancji  i charakterze
niż  obwód  uzwojenia  głównego.  Efekt  ten  uzyskuje  się  za  pomocą  zwiększenia  rezystancji
lub  włączenia  kondensatora.  Zależnie  od  charakteru  impedancji  oraz  czasu  pracy  uzwojenia
pomocniczego  silniki  indukcyjne  można  podzielić  na:  silniki  z  uzwojeniem  rozruchowym
rezystancyjnym lub z kondensatorem, a także z uzwojeniem pomocniczym kondensatorowym
lub zwartym.

W silnikach indukcyjnych jednofazowych z kondensatorem rozruchowym po osiągnięciu

przez silnik prędkości wynoszącej ok. 80% prędkości synchronicznej, uzwojenie pomocnicze
zostaje

odłączone

zasilania

pomocą

wyłącznika

odśrodkowego

lub

elektromagnetycznego. Na rysunku 34 przedstawiono układ połączeń oraz charakterystykę
mechaniczną silnika indukcyjnego jednofazowego.

Rys. 34. Silnik indukcyjny jednofazowy: a) układ połączeń uzwojeń stojana, b) charakterystyka

mechaniczna [1, s. 222]

Na rysunku oznaczono:
1 – w czasie rozruchu,
2 – po wyłączeniu uzwojenia rozruchowego,
F

– uzwojenie główne,

– uzwojenie rozruchowe,

C – kondensator,
w – wyłącznik uzwojenia rozruchowego.

Silniki z uzwojeniem pomocniczym kondensatorowym nie posiadają rozłącznika

uzwojenia pomocniczego. Odpowiedni dobór pojemności kondensatora zapewnia
występowanie pola zbliżonego do kołowego przy znamionowym obciążeniu.

Silniki z pomocniczym uzwojeniem zwartym mają uzwojenie główne wykonane

w postaci cewek nałożonych na rdzeń stojana. Uzwojenie pomocnicze stanowi pręt lub gruba

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

blacha  miedziana.  Jedna  część  strumienia  magnetycznego  przechodzi  przez  biegun  objęty
uzwojeniem  zwartym wywołując prąd. Wirnik silnika przenikają dwa strumienie przesunięte
względem  siebie.  Powstaje  wówczas  wirujące  pole  elektromagnetyczne.  Na  rysunku  35
przedstawiono silnik jednofazowy z jednym oraz dwoma uzwojeniami głównymi.

Rys. 35.

Silnik jednofazowy z pomocniczym uzwojeniem zwartym: a) z jednym uzwojeniem
głównym, b) – z dwoma uzwojeniami głównymi [1, s. 222]

Na rysunku oznaczono:
1 – uzwojenie główne,
2 – uzwojenie zwarte.

Silniki komutatorowe prądu przemiennego – silniki tego typu są najczęściej silnikami

jednofazowymi szeregowymi. Na rysunku 36 przedstawiono układ połączeń takiego silnika.

Rys. 36. Układ połączeń silnika komutatorowego jednofazowego szeregowego [1, s. 223]

Różnica pomiędzy silnikami komutatorowymi a silnikami szeregowymi prądu stałego

polega na tym, że w silnikach tego typu zarówno stojan jak i wirnik wykonany jest z blach.
Charakteryzują się one dużym momentem rozruchowym oraz osiąganą dużą prędkością
obrotową.

W silnikach trójfazowych prąd przemienny powoduje w symetrycznym trójfazowym

uzwojeniu stojana powstanie zmiennego pola magnetycznego dla każdej z faz w taki sposób,
że powstaje pole wirujące. Pole to w wyniku indukcji elektromagnetycznej powoduje
powstanie siły elektromotorycznej w uzwojeniach wirnika, pod wpływem której płynie przez
uzwojenia wirnika prąd elektryczny. Oddziaływanie pól magnetycznych stojana i wirnika
wywołuje powstanie momentu obrotowego i w konsekwencji ruch.

Na rysunku 37 pokazano silnik indukcyjny trójfazowy.

Rys. 37. Silnik indukcyjny [1, s. 194]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Na rysunku oznaczono:
1 – tabliczka znamionowa,
2 – obudowa tabliczki zaciskowej,
3 – wał napędowy,
4 – obudowa silnika.

Silniki indukcyjne trójfazowe w zależności od postaci uzwojeń można podzielić na:

−

silniki klatkowe w przypadku tego typu silników uzwojenie występuje w postaci prętów
o zwartych końcach. Uzwojenie tego typu zostało pokazane na rysunku 38,

Rys. 38. Uzwojenie wirnika silnika klatkowego [1, s. 196]

−

silniki pierścieniowe w przypadku tego typu silników wirnik podobnie jak stojan
uzwojony jest trójfazowo. Wirnik silnika pierścieniowego przedstawiono na rysunku 39.

Rys. 39. Budowa wirnika silnika pierścieniowego [1, s. 196]

Na rysunku oznaczono:
1 – blachy wirnika,
2 – uzwojenie,
3 – wał,
4 – pierścienie ślizgowe połączone z końcami uzwojeń wirnika.

Hamowanie silników indukcyjnych może być realizowane w następujący sposób:

−

hamowanie naturalne,

−

hamowanie mechaniczne,

−

hamowanie elektryczne,

−

hamowanie prądnicowe,

−

hamowanie przeciwprądem,

−

hamowanie prądem stałym.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są rodzaje diod półprzewodnikowych?
2.  Jakie jest zastosowanie diod pojemnościowych?
3.  Jakie są rodzaje tranzystorów?
4.  Jakie jest zasada działania tyrystorów?
5.  Jakie są zalety działania tyrystorów?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6.  Jakie są rodzaje elementów optoelektronicznych?
7.  Jakie są rodzaje transformatorów?
8.  Jakie jest zasada działania transformatorów?
9.  Jaka jest budowa transformatora energetycznego?
10.  Jakie są rodzaje silników prądu stałego?
11.  Jakie są parametry charakteryzujące silniki prądu stałego?
12.  Jakie jest zastosowanie silników prądu stałego?
13.  Jakie są rodzaje hamowania silników prądu stałego?
14.  Jakie są rodzaje silników indukcyjnych?
15.  Jaka jest budowa silnika indukcyjnego jednofazowego?
16.  Jaka  jest  różnica  pomiędzy  silnikami  komutatorowymi  a  silnikami  szeregowymi  prądu

stałego?

17. Jakie są rodzaje silników indukcyjnych trójfazowych?
18. Jaka jest budowa silnika indukcyjnego pierścieniowego?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw w tabeli klasyfikację tranzystorów. Określ ich budowę, właściwości,

charakterystykę oraz parametry techniczne. Opisz przykłady zastosowania różnego rodzaju
tranzystorów.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przedstawić w postaci tabeli klasyfikacje tranzystorów,
5)  określić ich budowę, właściwości, cechy charakterystyczne, parametry techniczne,
6)  podać przykłady zastosowania poszczególnych rodzajów tranzystorów,
7)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Przeanalizuj budowę oraz zasadę działania silników indukcyjnych. Określ ich

charakterystykę oraz parametry. Opisz przykłady zastosowania silników indukcyjnych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5)  określić ich charakterystykę, zasadę działania oraz parametry je charakteryzujące,
6)  opisać przykłady zastosowania silników indukcyjnych,
7)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 3

Przeanalizuj budowę transformatorów jedno i trójfazowych. Określ ich cechy

charakterystyczne. Przedstaw podobieństwa oraz różnice występujące między nimi. Opisz
przykłady ich zastosowania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przeanalizować budowę transformatorów jedno i trójfazowych,
5)  określić  ich  cechy  charakterystyczne,  przedstawić  podobieństwa  oraz  różnice

występujące między nimi,

6)  podać przykłady zastosowania transformatorów jedno i trójfazowych,
7)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 4

Określ parametry silnika indukcyjnego trójfazowego, na podstawie jego tabliczki

znamionowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  określić parametry silnika na podstawie jego tabliczki znamionowej,
5)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
6)  zaprezentować pracę na forum grupy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

tabliczka znamionowa silnika.

Ćwiczenie 5

Zmierz natężenie prądu i moc w obwodach prądu stałego, określonych przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

nauczyciela,

5) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
6) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

obwody prądu stałego jedno i trójfazowego,

−

miernik uniwersalny.

Ćwiczenie 6

Zmierz natężenie prądu i moc w obwodach prądu przemiennego, jednofazowego

i trójfazowego określonych przez nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

i trójfazowego, określonych przez nauczyciela,

5) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
6) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

obwody prądu przemiennego jedno i trójfazowego,

−

miernik uniwersalny.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 7

Rozróżnij na przykładowych schematach następujące połączenia odbiorników:

szeregowe, równoległe, w gwiazdę i w trójkąt.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  rozróżnić na przykładowych schematach rodzaj połączenia ze sobą odbiorników,
5)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
6)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

schematy połączeń odbiorników,

−

stanowisko z dostępem do internetu.

Ćwiczenie 8

Wykonaj przegląd instalacji elektrycznej, zgodnie z instrukcją obsługi, określonego przez

nauczyciela urządzenia lub maszyny.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  wykonać przegląd instalacji elektrycznej, zgodnie z instrukcją obsługi, określonego przez

nauczyciela urządzenia,

5) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
6) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

urządzenie wykorzystane do przeglądu instalacji elektrycznej,

−

instrukcja obsługi urządzenia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić rodzaje diod półprzewodnikowych?



określić zastosowanie diod pojemnościowych?



określić rodzaje tranzystorów?



rozróżnić rodzaje tranzystorów?



określić zasadę działania tyrystorów?



określić zalety działania tyrystorów?



określić rodzaje elementów optoelektronicznych?



określić rodzaje transformatorów?



określić zasada działania transformatorów?



10) określić budowę transformatora energetycznego?



11) rozróżnić rodzaje silników prądu stałego?



12) określić parametry charakteryzujące silniki prądu stałego?



13) określić zastosowanie silników prądu stałego



14) określić rodzaje silników indukcyjnych



15) rozróżnić rodzaje silników indukcyjnych trójfazowych



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Podstawy automatyki. Systemy komputerowe

4.3.1. Materiał nauczania

Automatyka jest działem techniki, który obejmuje wytwarzanie i instalowanie sprzętu do

automatycznego sterowania. Znaczenie automatyki, szczególnie w przemyśle jest ogromne.
Do najważniejszych osiągnięć tego działu techniki można zaliczyć:

−

obrabiarki sterowane numerycznie,

−

roboty przemysłowe,

−

zautomatyzowane magazyny,

−

automatyzacja całych linii produkcyjnych i inne.
Najważniejszym zadaniem stawianym przed automatyką jest sterowanie w pożądany

sposób urządzeniami i procesami.

Do podstawowych pojęć obowiązujących w automatyce można zaliczyć:

−

obiekt sterowania jest to zazwyczaj urządzenie lub zespół urządzeń, w którym następują
procesy przemiany energii lub procesy technologiczne, które powodują zmiany fizyczne
lub chemiczne materii,

−

otoczenie obiektu można określić środowisko, w którym znajduje się dany obiekt,

−

oddziaływania wzajemne jest to zależność występująca pomiędzy obiektem a jego
środowiskiem inaczej otoczeniem. Można to zobrazować na przykładzie działania
maszyny parowej. Zostało to przedstawione na rysunku 40.

Rys. 40.

Schemat poglądowy oddziaływania wzajemnego pomiędzy maszyną parową i jej
otoczeniem [1, s. 316]

−

wielkości wejściowe i wyjściowe ą to wielkości fizyczne za pomocą których zachodzą
oddziaływania wzajemne. Zostały one przedstawione na rysunku 41,

Rys. 41. Schemat blokowy oddziaływania wzajemnego pomiędzy maszyną parową i jej

otoczeniem [1, s. 316]

−

sterowanie jest to zamierzone oddziaływanie otoczenia na dany obiekt. Taki obiekt
nazywany jest obiektem sterowania, a wielkości, których to sterowanie dotyczy
wielkościami sterowania,

−

wielkości sterujące są to wielkości wykorzystywane do realizowania sterowania,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

zakłócenie jest to przypadkowe oddziaływanie otoczenia na dany obiekt. Wielkości, które
powodują występowanie zakłóceń nazywane są wielkościami zakłócającymi,

−

urządzenie sterujące jest to urządzenie wykorzystywane do sterowania,

−

układ sterowania powstaje na skutek połączenia obiektu z urządzeniem sterującym.
Układy sterowania można podzielić na dwa rodzaje. Są to:

−

układy sterowania zamknięte,

−

układy sterowania otwarte.
Układy sterowania zamknięty i otwarty został pokazany na rysunku 42.

Rys. 42. Podstawowe struktury układów sterowania: a) układ otwarty, b) układ zamknięty [1, s. 318]

W każdym z tych układów, układ sterujący oddziałuje na obiekt. Jednak tylko

w przypadku układu zamkniętego również obiekt oddziałuje na układ sterujący.

Urządzenia automatyki, biorąc pod uwagę zasadę ich działania można podzielić na dwie

grupy:

−

urządzenia analogowe,

−

urządzenia cyfrowe.
Przetworniki cyfrowo-analogowym i analogowo-cyfrowe umożliwiają współpracę tych

dwóch grup urządzeń ze sobą.

Biorąc pod uwagę rodzaj energii, która zasila urządzenia automatyki, można rozróżnić

ich trzy rodzaje:

−

urządzenia zasilane energią elektryczną,

−

urządzenia zasilane energią sprężonego powietrzna,

−

urządzenia zasilanie energią cieczy tłoczonej pod ciśnieniem.

Układy automatyki

Układ regulacjiukład regulacji zostanie przedstawiony na przykładzie regulatorów

bezpośredniego działania. Są to urządzenia zawierające następujące elementy:

−

układ pomiarowy,

−

właściwy regulator,

−

organ wykonawczy.
W tym przypadku energia zasilająca jest pobierana z procesu regulowanego za

pośrednictwem układu pomiarowego. Wykonywane są one jako regulatory dwustawne gdzie
sygnał wejściowy przyjmuje tylko dwie wartości, oraz jako regulatory o działaniu ciągłym.
Na rysunku 43 przedstawiono przykładowe regulatory bezpośredniego działania o działaniu
ciągłym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 43. Regulatory bezpośredniego działania: a) termostat samochodowy, b) reduktor

ciśnienia gazu [1, s. 337]

W przypadku działania termostatu następuje jego rozszerzenie, w miarę jak wzrasta

temperatura cieczy chłodzącej silnik. W ten sposób następuje otwarcie zaworu dławiącego
dopływ cieczy do chłodnicy, co skutkuje zwiększeniem intensywności chłodzenia.

W przypadku działania reduktora, jego zadaniem jest utrzymanie na wyjściu stałego

ciśnienia gazu. Jest to równoważone przez nacisk sprężyny, która na skutek zbyt małego lub
zbyt dużego ciśnienia gazu na wejściu, otwiera lub zamyka zawór umożliwiając większy lub
mniejszy dopływ gazu do reduktora.

Układ sterowania w układach sterowania logicznego, zmienne wejściowe i wyjściowe są

zmiennymi binarnymi. W ramach przekaźnikowego układu sterowania zostanie
przedstawiony i omówiony układ sterujący włączaniem i wyłączaniem silnika pompy
uzupełniającej wodę w zbiorniku. Układ ten został przedstawiony na rysunku 44.

Rys. 44.

Przekaźnikowy układ sterowania pompą uzupełniającą wodę w zbiorniku:
a) schemat instalacji, b) uproszczony schemat układu działania [1, s. 345]

Zadaniem silnika M, jest napędzanie pompy. Jest on załączany w momencie obniżenia

się ciśnienia wody w zbiorniku poniżej wartości p

min

. Następnie jest on wyłączany po

osiągnięciu ciśnienia wody w zbiorniku powyżej p

max

. Działanie układu uzależnione jest od

zapamiętanej  wartości  sygnału  sterującego.  W  przypadku,  gdy  ostatnio  ciśnienie  było  zbyt
niskie  następuje  załączenie  silnika,  natomiast  jeśli  było  zbyt  wysokie,  pozostaje  on
wyłączony.  W  efekcie  układ  ten  zapewnia  utrzymacie  ciśnienia  wody  w  zbiorniku
w założonych granicach.

Układ sterowania z blokadą najczęściej w różnych gałęziach przemysłu, maszyny

i urządzenia wchodzą w skład większych zespołów. W związku z tym, często występują
wzajemne zależności pomiędzy poszczególnymi urządzeniami. Na rysunku 45 przedstawiono
przykład zespołu urządzeń transportowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 45.

Przekaźnikowy układ sterowania trzech transporterów – ciąg transporterów [1, s. 345]

Kolejność włączania i wyłączania działania poszczególnych transporterów jest ściśle

określona. Układ sterowania powoduje włączanie i wyłączanie wszystkich lub niektórych
transporterów, jednocześnie zabezpieczając możliwość załączenia lub wyłączenia ich
w nieodpowiedniej kolejności. Układ taki często nazywany jest układem blokady.

Układy sygnalizacji zadaniem układów tego typu jest zwrócenie uwagi na niektóre

sytuacje przy pomocy sygnałów optycznych lub dźwiękowych. Do przykładowych zadań
układów tego typu można zaliczyć:

−

sygnalizowanie zakłóceń,

−

sygnalizowanie awarii,

−

kontrolowanie zabezpieczeń,

−

ostrzeganie o pewnych zdarzeniach,

−

informowanie o stanie pracy urządzeń.
W niektórych przypadkach układy sygnalizacji są układami bardzo złożonymi, mogą

zawierać nie tylko czujniki i sygnalizatory, ale także oddzielne źródła zasilania, centralę, linie
połączeniowe.

Do podstawowych układów cyfrowych, które znalazły zastosowanie w automatyce

można zaliczyć:

−

proste układy logiczne tak zwane funktory w układach tego typu, wartości sygnałów
wyjściowych zależą wyłącznie od aktualnych wartości sygnałów wejściowych,

−

proste układy logiczne z pamięcią w układach tego typu wartości sygnałów wyjściowych
zależą również od poprzednich wartości sygnałów wejściowych. Ta grupa układów jest
reprezentowana przez przerzutniki,

−

złożone układy logiczne do których można zaliczyć:

−

rejestry ich podstawowym zadaniem jest zapamiętywanie informacji w postaci słów.
Rozróżnia się dwa rodzaje rejestrów o działaniu równoległym i szeregowym,

−

liczniki wykorzystywane są one do zliczania impulsów gdzie impulsem określana
jest zmiana wartości sygnału,

−

układy arytmetyczne są wykorzystywane do wykonywania operacji arytmetycznych
na liczbach zapisanych w systemie dwójkowym.

−

układy komutacyjne są one wykorzystywane do łączenia ze sobą bloków funkcjonalnych
i przełączania sygnałów cyfrowych. Można do nich zaliczyć:

−

multipleksery,

−

demultipleksery,

−

konwertery kodu,

−

pamięci są one wykorzystywane do przechowywania informacji, która jest zakodowana
w postaci dwójkowej.
Tablice sterownicze są one wykorzystywane do sterowania przepływem. Często w trakcie

tworzenia tablic sterowniczych wykorzystuje się takie elementy jak: diody, mostki
prostownicze, styczniki, przekaźniki, cewki, wyłączniki instalacyjne, rezystory, różnego typu
przyciski.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Programowane sterowniki logiczne nazywane sterownikami PLC, użytkownik sam

określa program działania, a także w większości przypadków – konfigurację sterownika.

Pod względem struktury wewnętrznej sterownik PLC przypomina komputer i składa się

z następujących elementów:

−

mikroprocesora,

−

pamięci operacyjnej,

−

pamięci trwałej,

−

urządzeń wejściowych i wyjściowych.
Do podstawowych podzespołów sterowników PLC, można zaliczyć:

−

układy wejść binarnych,

−

układy wejść analogowych,

−

jednostka centralna,

−

układy czasowe,

−

liczniki impulsów,

−

komparatory sygnałów analogowych,

−

układy wyjść binarnych,

−

układy wyjść analogowych,

−

układy zasilania.
Często logiczne sterowniki programowalne konstruowane są jako oddzielne moduły.

Oprócz standardowych modułów często produkowane są moduły specjalistyczne. Można do
nich zaliczyć:

−

moduły wykorzystywane do regulowania temperatury,

−

moduły wykorzystywane do przestawiania (pozycjonowania),

−

moduły dołączające czytniki kodu paskowego,

−

moduły służące do testowania i diagnozowania sterownika.
Jednostka centralna jej zadaniem jest realizowanie algorytmów przetwarzania sygnałów

pochodzących z wielu modułów. Jest to możliwe dzięki dużej szybkości jej działania
sięgającej ponad tysiąca rozkazów w ciągu milisekundy. Na rysunku 46 przedstawiono
strukturę sterownika PLC.

Rys. 46. Struktura programowego sterownika logicznego [1, s. 384]

Magistrala adresowa zapewnia jednostce centralnej dostęp do poszczególnych modułów

znajdujących się w sterowniku. Moduły wejściowe i wyjściowe połączone są z modułami
zewnętrznymi czujnikami zestykowymi i elementami wykonawczymi i sygnalizacyjnymi, co
na rysunku oznaczono liniami pojedynczymi.

Programator jego zadaniem jest przygotowywanie, testowanie oraz uruchamianie

programów. Produkowany jest on jako niezależnie, oddzielne urządzenie. Może on być
wykorzystany przy obsłudze wielu sterowników. Funkcje programatora może również pełnić
komputer klasy PC, wyposażony w odpowiednie oprogramowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Odrębnym elementem jest także panel operatorski. Jego zadaniem jest odczytywanie

wartości sygnałów wejściowych i wyjściowych oraz stan licznika impulsów i układów
czasowych.

Programowanie sterowników PLC do programowania sterowników wykorzystywane są

specjalne języki programowania. Program działania może być przedstawiony w kilku
postaciach takich jak: lista instrukcji, schemat przekaźnikowy i funkcjonalny. Największe
możliwości daje posługiwanie się listami instrukcji zawierają one opis takich czynności jak:

−

pobieranie danych z urządzeń wejściowych,

−

dokonywanie działań na zmiennych logicznych i liczbowych,

−

zapamiętywanie wyników,

−

przesyłanie uzyskanych wyników do urządzeń wyjściowych,

−

odmierzanie czasu.
Mikrokomputery jednoukładowe są to układy scalone, które pełnią podobne funkcje, co

sterowniki PLC, jednak są od nich mniejsze. Nazywane są również mikrosterownikami.
Zbudowane są one z następujących elementów:

−

mikroprocesora,

−

pamięci operacyjnej,

−

pamięci trwałej,

−

urządzeń wejściowych oraz wyjściowych.
Układy wejścia wyjścia stosowane w mikrosterownikach są do niego na stałe

wbudowane.  Z  tego  względu  urządzenia  te  są  produkowane  w  wielu  różnych  wariantach,
różniących  się  od  siebie  nie  tylko  rodzajem  układów  wejścia  wyjścia,  ale  również  np.
wielkością  dostępnej  pamięci.  Mikrokomputerom  jednoukładowym  często  stawiane  są  dość
rygorystyczne  wymagania  dotyczące  zakresu  temperatur  ich  pracy.  Mogą  to  być  zakresy
pracy  rzędu  od  -40

C do 105

C. Do urządzeń zawierających wbudowane mikrokomputery

jednoukładowe można zaliczyć:

−

kuchenki mikrofalowe,

−

telewizory,

−

magnetowidy,

−

telefony cyfrowe,

−

pagery,

−

alarmy domowe i samochodowe,

−

zabawki elektroniczne,

−

modele zdalnie sterowane,

−

podzespoły samochodów tj. tablica rozdzielcza, układ zapłonowy, poduszka powietrzna,

−

i wiele innych.
Komputer do podstawowych elementów wchodzących w jego skład można zaliczyć:

−

jednostkę centralną do której zalicza się przede wszystkim procesor i pamięć operacyjną,

−

urządzenia wejściowe,

−

pamięci zewnętrzne,

−

urządzenia wyjściowe.
O możliwościach komputera, oprócz sprzętu, decyduje także oprogramowanie. Na

rysunku 47 przedstawiono strukturę oprogramowania komputera.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 47. Struktura oprogramowania komputera [1, s. 390]

Systemami operacyjnymi wykorzystywanymi i opracowanymi dla potrzeb sterowania są

tak zwane systemy czasu rzeczywistego zwane inaczej również systemami wbudowanymi.
Do takich systemów można zaliczyć UNIX oraz QNS, które mogą być stosowane również na
komputerach klasy PC.

Praca on-line i off-line tryb pracy komputera, w którym następuje przetwarzanie

otrzymanych  z  zewnątrz  danych,  następnie  wygenerowanie  i  przekazanie  użytkownikowi
wyników  nazywa  się  trybem  pracy  off-line.  W  przypadku,  gdy  pośrednictwo  człowieka  jest
ograniczone  lub  wyeliminowane,  a  komputer  pobiera  informacje  bezpośrednio  z  urządzeń
pomiarowych,  przekazując  wyniki  obliczeń  w  sposób  bezpośredni  do  odpowiednich
urządzeń, określamy trybem pracy on-line. W praktyce stosowane są również tak zwane tryby
pośrednie, pomiędzy pracą w trybie on-line a off-line. Na rysunku 48 pokazano podstawowe
struktury sprzężenia komputera z procesem oraz odpowiadające im tryby pracy.

Rys. 48. Podstawowe struktury sprzężenia komputera z procesem i odpowiadające im tryby pracy:

a) proces nie sterowany, b) praca w trybie off-line, c) praca w trybie on-line, d) praca
w trybie doradczym [1, s. 391]

Układy CRPD są to układy Centralnej Rejestracji i Przetwarzania Danych są one

stosowane  między  innymi  do  kontroli  procesów  technologicznych,  kontroli  stanu  urządzeń
czy  rejestracji  wyników  pomiarów  w  badaniach  naukowych.  W  układach  tego  typu
bezpośrednie połączenie obiektu z komputerem występuje tylko w trakcie pomiarów. Wyniki
uzyskiwane  przez  układ  CRPD  przeważnie  ograniczają  się  do  kontroli  i  sygnalizacji.
W niektórych  przypadkach  działanie  tego  układu  może  w  efekcie  wyznaczać  wskazania  dla

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

operatorów dotyczące danych procesów. W przypadku, jeśli układ oblicza pożądane nastawy
regulatorów i sterowań, określane jest to mianem sterowania w trybie doradczym.

Zmiana wartości zadanych analogowych układów regulacji może się również odbywać

w trybie on-line, czyli bez udziału człowieka. W tym przypadku komputer jest bezpośrednio
sprzęgnięty z regulatorami i to on steruje procesem za pośrednictwem analogowego układu
regulacji. W tym wypadku mamy do czynienia ze sterowaniem nadrzędnym.

Również bez udziału człowieka komputer może sam wyznaczać pożądane wartości

sygnałów sterujących. W przypadku, jeśli są one przekazywane w sposób bezpośredni do
urządzeń wykonawczych, określa się to działanie bezpośrednim sterowaniem cyfrowym.

Na rysunku 49 pokazano podstawowe struktury sterowania komputerowego w trybie on-

line.

Rys. 49. Podstawowe struktury sterowania komputerowego w trybie on-line: a) sterowanie

nadrzędne, b) bezpośrednie sterowanie cyfrowe [1, s. 393]

Komputery są wykorzystywane do sterowania wieloma wielkościami jednocześnie.

Stosowane metody sterowania poszczególnymi wielkościami mogą być różne.

Sterowanie rozproszone w przypadku sterowania tego typu stosuje się kilka połączonych

ze sobą sterowników, umieszczanych blisko maszyn lub odcinków instalacji. Schemat
działania sterowania rozproszonego przedstawiono na rysunku 50.

Rys. 50.

Sterowanie rozproszone [1, s. 395]

W przypadku tego sterowania każdy ze sterowników wyposażony jest w swoją jednostkę

centralną.  Jej  zadaniem  jest  przetwarzanie  danych  uzyskanych  ze  wszystkich  innych
sterowników.  Przy  prawidłowym  rozdzieleniu  zadań,  zdecydowana  większość  działań
sterownika  odnosi  się  do  lokalnych  układów  wejścia-wyjścia.  Większość  przesyłanych
danych to informacje wykorzystywane do obliczeń.

Struktura wielopoziomowa jest ona często wykorzystywana przy przesyłaniu informacji

pomiędzy różnymi komputerami i sterownikami logicznymi. Na rysunku 51 przedstawiono
sterowanie w strukturze wielopoziomowej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 51. Sterowanie w strukturze wielopoziomowej [1, s. 396]

Na poziomie pierwszym znajdują się regulatory, stacyjki, sterowniki logiczne. Są one

połączone  z  obiektami  poprzez  czujniki  pomiarowe  i  urządzenia  wykonawcze.  Przeważnie
wyższy  poziom  nie  wymaga  tak  szczegółowych  danych,  jak  poziom  pierwszy.  Na  tym
poziomie  następuje  gromadzenie  danych  pomiarowych,  które  są  otrzymywane  z  pierwszej
warstwy.  Następnie  odbywa  się  w  niej  obliczanie  wartości  zadanych  analogowych  układów
regulacji, oraz w wypadku sterowania nadrzędnego przekazywanie ich do warstwy pierwszej.
W  warstwie  nadrzędnej  może  się  również  odbywać  obsługa  urządzeń  operatorskich,  mogą
być podejmowane decyzje dotyczące koordynacji pracy różnych obiektów.

Na rysunku 52 przedstawiono przykład systemu hierarchicznego sterowania i zarządzania

wydziałem produkcyjnym.

Rys. 52.

Przykład komputerowego wielopoziomowego systemu sterowania i zarządzania
wydziałem produkcyjnym (przygotowania blach) [1, s. 397]

W warstwie najwyższej w wyniku posiadanych danych, których część może być

pozyskana

z warstw

niższych,

realizowane

są

zadania

dotyczące

zarządzania

przedsiębiorstwem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie zadania stawiane są przed automatyką?
2.  Jakie są rodzaje układów sterowania?
3.  Jakie są rodzaje układów regulacji?
4.  Jaka jest zasada działania regulatorów bezpośredniego działania?
5.  Jakie funkcje spełnia układ sterowania?
6.  Jakie zadanie spełnia układ sterowania z blokadą?
7.  Jakie zadania spełnia układ sygnalizacji?
8.  Jakiego rodzaju układy cyfrowe znalazły zastosowanie w automatyce?
9.  Jakie są rodzaje złożonych układów logicznych?
10.  Jakie elementy wchodzą w skład sterownika PLC?
11.  Jakie moduły zaliczymy do modułów specjalistycznych sterowników PLC?
12.  Jakie zadania pełni programator?
13.  Jakie zadania spełnia magistrala adresowa?
14.  Jakie czynności są wykonywane w trakcie programowania sterowników PLC?
15.  Jakie

są

przykłady

urządzeń

zawierających

wbudowane

mikrokomputery

jednoukładowe?

16.  Jaka jest zasada działania sterowników w trybie on-line i off-line?
17.  Co to są układy CRPD?
18.  Jaka jest zasada działania sterowania rozproszonego?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przedstaw klasyfikacje układów sterowania. Narysuj schematy działania tych układów,

oraz przeanalizuj zasadę ich działania. Określ właściwości każdego z nich, oraz przedstaw
podobieństwa i różnice występujące między nimi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przedstawić klasyfikacje układów sterowania,
5)  narysować schematy ich działania oraz przeanalizować zasadę ich działania,
6)  określić właściwości każdego z nich, oraz podobieństwa i różnice występujące pomiędzy

nimi,

7) przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Przedstaw na schematach dwa rodzaje trybów pracy: on-line i off-line. Określ czym

charakteryzują się te dwa tryby pracy. Określ podobieństwa i różnice występujące między
nimi. Opisz przykłady ich stosowania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia,
2)  zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy,
3)  zaplanować tok postępowania,
4)  przedstawić schematy następujących trybów pracy: on-line i off-line,
5)  określić  czym  się  one  charakteryzują  oraz  podobieństwa  i  różnice  występujące  między

nimi,

6)  opisać przykłady ich zastosowania
7)  przeprowadzić analizę ćwiczenia,
8)  zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

papier formatu A4,

−

przybory do pisania, linijka, ołówek,

−

stanowisko z dostępem do Internetu.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

określić zadania stawiane są przed automatyką?



określić rodzaje układów sterowania?



określić rodzaje układów regulacji?



zasada działania regulatorów bezpośredniego działania?



określić funkcje jakie spełnia układ sterowania?



określić zadanie jakie spełnia układ sterowania z blokadą?



określić zadania jakie spełnia układ sygnalizacji?



określić rodzaj układów cyfrowych stosowanych w automatyce?



określić elementy wchodzące w skład sterowników PLC?



10) określić zadania jakie pełni programator?



11) rozróżnić działanie sterowników w trybie on-line i off-line?



12) określić zasadę działania sterowania rozproszonego?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań.  Do  każdego  zadania  dołączone  są  4  możliwości  odpowiedzi.

Tylko jedna jest prawidłowa.

5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie
ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia!

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Do środków ochrony dodatkowej zaliczamy

a)  osłony.
b)  umieszczenie poza zasięgiem ręki.
c)  samoczynne wyłączenie zasilania.
d)  ogrodzenie.

2. Jednostką ładunku elektrycznego jest

a)  C.
b)  V.
c)  A.
d)

Ω

3. Natężenie pola elektrycznego jest określane jako

a) siła wzajemnego oddziaływania ładunków, która jest proporcjonalna do iloczynu ich

wartości, a odwrotnie proporcjonalna do ich odległości.

b) stosunek pracy wykonanej przez ładunek przemieszczający się z punktu 1 do punktu

2 do wartości tego ładunku.

c) wartość wprost proporcjonalna do napięcia między jego końcami i odwrotnie

proporcjonalna do jego rezystancji.

d) stosunek siły działającej na ładunek umieszczony w polu elektrycznym do jego

wartości.

4. Do przyrządów elektronicznych zalicza się

a)  przyrządy indukcyjne.
b)  przyrządy elektrodynamiczne.
c)  oscyloskopy.
d)  żadne z powyższych.

5. Zależność

E =

RI opisuje

a)  prawo Ohma.
b)  I prawo Kirchhoffa.
c)  II prawo Kirchhoffa.
d)  prawo Coulomba.

6. Linia zasilająca prowadzona jako instalacja przedlicznikowa, prowadzona jest w łatwo

dostępnych miejscach, to
a) złącza.
b) rozdzielnica.
c) linia wewnętrzna.
d) instalacja odbiorcza.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7. Na rysunku przedstawiono żarówkę. Oznaczenia 5, 6, 7 to

a)  5 – słupek, 6 – nóżka, 7 – przewody doprowadzające prąd do żarnika.
b)  5 – słupek, 6 – nóżka, 7 – rurka pompowa.
c)  5 – trzonek, 6 – słupek, 7 – rurka pompowa.
d)  5 – rurka pompowa, 6 – słupek, 7 – nóżka.

8. Lampy pracujące na zasadzie wyładowań w rurze ze szkła kwarcowego, zachodzące

pomiędzy elektrodami z wolframu, to lampy
a)  sodowe.
b)  neonowe.
c)  ksenonowe.
d)  rtęciowe.

9. Oprawy, które można podzielić na: zwykłe, odporne na pył i wodę oraz

przeciwwybuchowe, to
a)  oprawy zewnętrzne.
b)  oprawy przemysłowe.
c)  wnękowe ogólnego stosowania.
d)  oprawy specjalnego przeznaczenia.

10. Diody stosowane w układach wzmacniających, generatorach mikrofalowych, układach

impulsowych o dużej szybkości działania, to diody
a)  zenera.
b)  tunelowe.
c)  impulsowe.
d)  mikrofalowe.

11. Na rysunku poniżej przedstawiono

a)  tranzystor bipolarny.
b)  tranzystor unipolarny złączowy.
c)  tranzystor unipolarny z izolowaną bramką.
d)  żaden z powyższych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12. Do przetworników półprzewodnikowych świetlnych nie zalicza się

a)  diod elektroluminescencyjnych.
b)  fotodiod.
c)  transoptory.
d)  diod półprzewodnikowych.

13. Transformatory służące do rozszerzania zakresu przyrządów mierzących prąd, moc czy

energię, a także stosowane w układach sterowniczych i zabezpieczających, to
a)  przekładniki prądowe.
b)  przekładniki napięciowe.
c)  laboratoryjne autotransformatory regulacyjne.
d)  transformatory bezpieczeństwa.

14. Hamowanie silników prądu stałego polegające na zmianie biegunowości napięcia, to

hamowanie
a)  elektryczne prądnicowe.
b)  przeciwprądem.
c)  dynamiczne.
d)  naturalne.

15. Na rysunku przedstawiono wirnik silnika pierścieniowego. Oznaczenia 1, 2, 3, 4, to

a) 1 – blachy wirnika, 2 – uzwojenie, 3 – wał, 4 – pierścienie ślizgowe połączone

z końcami uzwojeń wirnika.

b) 1 – blachy wirnika, 2 – pierścienie ślizgowe połączone z końcami uzwojeń wirnika,

3 – wał, 4 – uzwojenie.

c) 1 – wał, 2 – blachy wirnika, 3 – uzwojenie, 4 - pierścienie ślizgowe połączone

z końcami uzwojeń wirnika.

d) 1 – blachy wirnika, 2 – wał, 3 – pierścień ślizgowy połączony z końcami uzwojenia

wirnika, 4 - uzwojenie.

16. Urządzenie lub zespół urządzeń, w którym następują procesy przemiany energii lub

procesy technologiczne, powodujące zmiany fizyczne lub chemiczne materii, to
a)  obiekt sterowania.
b)  oddziaływania wzajemne.
c)  urządzenie sterujące.
d)  układ sterowania.

17. W układzie sterowania w którym tylko i wyłącznie układ sterujący oddziałuje na obiekt

nazywamy układem
a)  analogowym.
b)  cyfrowym.
c)  otwartym.
d)  zamkniętym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko...............................................................................

Analizowanie

układów

elektrycznych

sterowania

w maszynach

i urządzeniach

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: