„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI
NARODOWEJ

Anita Bogdan

Eksploatowanie maszyn i urządzeń elektrycznych
321[09].Z1.01

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Zbigniew Iwasiuk
mgr inż. Apolonia Lewandowska



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Anita Bogdan



Konsultacja:
mgr inż. Maria Majewska

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[09].Z1.01

„Eksploatowanie maszyn i urządzeń elektrycznych” zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu technik technologii żywności.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Materiał nauczania

7

4.1. Maszyny i urządzenia elektryczne w przemyśle spożywczym

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

22

4.1.3. Ćwiczenia

22

4.1.4. Sprawdzian postępów

24

4.2. Bezpieczna eksploatacja maszyn i urządzeń elektrycznych w przemyśle

spożywczym

25

4.2.1. Materiał nauczania

25

4.2.2. Pytania sprawdzające

29

4.2.3. Ćwiczenia

29

4.2.4. Sprawdzian postępów

31

5. Sprawdzian osiągnięć

32

6. Literatura

37

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o maszynach i urządzeniach

elektrycznych w przemyśle spożywczym.

W poradniku zamieszczono:

1. Wymagania wstępne, czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiedzy, które powinieneś

mieć opanowane, aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej.

2. Cele kształcenia tej jednostki modułowej.
3. Materiał nauczania (rozdział 4), który umożliwia samodzielne przygotowanie się

do wykonania ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów (wykorzystaj do poszerzenia wiedzy
wskazaną literaturę oraz inne źródła informacji). Obejmuje on również ćwiczenia, które
zawierają wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu potrzebnych do realizacji ćwiczenia,
pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia, sprawdzian postępów.
Zaliczenie ćwiczeń jest dowodem osiągnięcia umiejętności praktycznych określonych
w tej jednostce modułowej. Wykonując sprawdzian postępów powinieneś odpowiadać na
pytanie tak lub nie, co oznacza, że opanowałeś materiał albo nie.

4. Sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.

Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś nauczyciela lub

instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.

Jednostka modułowa: Eksploatowanie maszyn i urządzeń elektrycznych, której treści

teraz poznasz jest jednym z elementów koniecznych do zapoznania się z maszynami
i urządzeniami stosowanymi w przemyśle spożywczym – schemat 1.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów bhp

i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych, wynikających z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

321[09].Z1

Maszyny i urządzenia stosowane w przemyśle spożywczym

321[09].Z1.01

Eksploatowanie maszyn i urządzeń elektrycznych

321[09].Z1.06

Eksploatowanie maszyn i urządzeń stosowanych w procesach dyfuzyjnych,

fizykochemicznych i biotechnicznych

321[09].Z1.03

Wykorzystanie środków

transportu

w przemyśle spożywczym

321[09].Z1.04

Eksploatowanie maszyn

i urządzeń do obróbki

mechanicznej

321[09].Z1.05

Eksploatowanie maszyn

i urządzeń do obróbki

termicznej

321[09].Z1.02

Eksploatowanie maszyn i urządzeń ogólnego zastosowania

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

charakteryzować prąd stały i przemienny,

−

charakteryzować zjawiska indukcji elektromagnetycznej,

−

wyjaśnić zjawisko wydzielania ciepła w obwodzie elektrycznym,

−

posługiwać się z dokumentacją techniczno - technologiczną,

−

korzystać z różnych źródeł informacji zawodowej,

−

przestrzegać przepisów bezpieczeństwa, higieny pracy, wymagań ergonomii, ochrony
przeciwpożarowej i ochrony środowiska.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

rozróżnić maszyny i urządzenia elektryczne stosowane w przemyśle spożywczym,

−

określić budowę i zasadę działania maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

określić przeznaczenie maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

obsłużyć maszyny i urządzenia elektryczne przemysłu spożywczego,

−

dokonać pomiaru wielkości elektrycznych za pomocą odpowiednich przyrządów
pomiarowych,

−

rozpoznać zagrożenia związane z eksploatacją maszyn i urządzeń elektrycznych
w przemyśle spożywczym,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy oraz ochrony przeciwpożarowej
podczas obsługi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

zastosować zasady udzielania pierwszej pomocy osobie porażonej prądem elektrycznym,

−

skorzystać z instrukcji serwisowych i dokumentacji technicznej dotyczącej eksploatacji
maszyn i urządzeń elektrycznych w przemyśle spożywczym.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Maszyny i urządzenia elektryczne w przemyśle spożywczym

4.1.1. Materiał nauczania

Obwody elektryczne prądu stałego

Aby możliwe było wykorzystanie energii elektrycznej, czyli przetwarzanie jej na energię
mechaniczną, cieplną lub promienistą, konieczne jest stworzenie obwodu elektrycznego
składającego się co najmniej z trzech podstawowych elementów: źródła wytwarzającego
różnicę potencjałów, czyli napięcie wymuszające przepływ prądu w obwodzie, odbiornika
przetwarzającego energię elektryczną na inne rodzaje energii wykorzystywanej przez
człowieka i przewodów tworzących drogę przepływu prądu przenoszącego energię
elektryczną ze źródła do odbiornika. Niezbędnym warunkiem przepływu prądu jest
stworzenie mu drogi zamkniętej. Źródłem napięcia w obwodach prądu stałego są najczęściej
ogniwa lub akumulatory, lub też prądnice prądu stałego. Każde źródło charakteryzuje się
dwoma parametrami: siłą elektromotoryczną E oraz rezystancją wewnętrzną R

w

.

Siła elektromotoryczna E to napięcie, jakie byłoby wytworzone na zaciskach łączących

to źródło z innymi elementami obwodu, gdyby nie miało rezystancji wewnętrznej. Przyjmuje
się przy tym oznaczenie – (minus) dla zacisku o niższym potencjale i + (plus) dla zacisku
o potencjale wyższym.

Rezystancja charakteryzuje straty energii powstające w samym źródle. tzn. ilość energii

elektrycznej zamienianej na rezystancji R

w

na nieużyteczną energię cieplną. Tak więc

napięcie U na zaciskach źródeł rzeczywistych przy przepływie w obwodzie prądu jest
mniejsze od siły elektromotorycznej źródła

U = E – R

w

I

[9, s.33]

Schemat elektryczny prostego nierozgałęzionego obwodu z jednym źródłem napięcia
przedstawia rys. 1

Rys.1. Obwód nierozgałęziony prądu stałego z jednym źródłem napięcia,

gdzie R

1

, R

3

– rezystancja przewodów, R

2

– rezystancja odbiornika [9, s.34]

Prąd płynący w obwodzie nierozgałęzionym ma jednakową wartość w każdym punkcie
obwodu. Napięcie na zaciskach źródła musi być równe sumie napięć na elementach
odbiorczych obwodu (przewody, odbiorniki), w których energia elektryczna jest zamieniana
na inny rodzaj energii.

U

źr

= ΣU

odb

[9, s..34]

Wynika to stąd, że potencjał każdego punktu końcowego jednego elementu jest równy
potencjałowi punktu początkowego następnego elementu. Zgodnie z prawem Ohma dla
pojedynczego elementu, napięcie między jego punktami skrajnymi jest równe iloczynowi

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

prądu przepływającego przez rozpatrywany element i jego rezystancji. Tak więc dla rysunku
1 można to zapisać następująco:

E – R

w

I = R

1

I + R

2

I + R

3

I,

stąd

I =

w

R

R

R

R

E

+

+

+

3

2

1

Uogólniając dla dowolnego obwodu można to zapisać:

I =

R

E

Σ

Jeśli w obwodzie nierozgałęzionym działa kilka źródeł, to SEM mogą mieć takie same lub

przeciwne zwroty (rys.2)

Rys. 2. Obwód nierozgałęziony prądu stałego z dwoma źródłami napięcia a) o zwrotach SEM takich samych,

b) o zwrotach SEM przeciwnych [9, s.35]

Wartość prądu w obwodzie nierozgałęzionym o kilku źródłach oblicza się ze wzoru:

I =

R

E

Σ

Σ

[9, s.35]

Wzór ten przedstawia uogólnione prawo Ohma – prąd płynący w obwodzie

elektrycznym nierozgałęzionym jest równy sumie sił elektromotorycznych podzielonej
przez sumę rezystancji łącznie z rezystancjami wewnętrznymi źródeł.
Obwód rozgałęziony prądu stałego (rys.3) to taki, w którym prąd elektryczny ma więcej niż
jedną drogę przepływu. Odcinki drogi prądowej wzdłuż których prąd nie zmienia swojej
wartości – gałęzie obwodu. Punkty, w których łączą się przynajmniej trzy gałęzie – punkty
węzłowe, węzły. Zbiór gałęzi tworzących zamkniętą drogę dla przepływu prądu o takiej
właściwości, że po usunięciu dowolnej gałęzi pozostałe nie tworzą drogi zamkniętej – oczko.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

Rys. 3. Obwód rozgałęziony prądu stałego [9, s.37]

Podstawą analizy obwodów rozgałęzionych, są oprócz prawa Ohma dwa prawa

sformułowane przez Kirchoffa.

Pierwsze prawo Kirchoffa (prądowe) – suma algebraiczna prądów gałęzi zbiegających
się w punkcie węzłowym obwodu rozgałęzionego jest równa zeru [9, s.38].

ΣI = 0

Drugie prawo Kirchoffa (napięciowe) – w dowolnym oczku obwodu prądu stałego suma
algebraiczna sił elektromotorycznych (napięć źródłowych) jest równa sumie
algebraicznej iloczynów rezystancji i prądów w gałęziach należących do rozpatrywanego
oczka [9, s.38].

Σ E = Σ RI

Drugie prawo Kirchoffa można również sformułować następująco:
Suma algebraiczna sił elektromotorycznych i spadków napięcia na elementach
odbiorczych należących do tego samego oczka jest równa zeru.

Σ (E, ΔU) = 0

W obwodach rozgałęzionych spotyka się połączenia, w których między węzłami znajduje się
kilka gałęzi zawierających jedynie rezystory lub źródła napięcia. Oznacza to łączenie
równoległe rezystorów lub źródeł napięcia. Gałęzie takie można zastąpić jedna gałęzią
zawierająca zastępczy rezystor lub zastępcze źródło. Sposób przekształcania obwodu
elektrycznego z równolegle połączonymi rezystorami przedstawia rysunek 4

Rys. 4 Sposób przekształcania obwodu elektrycznego z równolegle połączonymi

rezystorami: a) obwód pierwotny, b) obwód zastępczy [9, s.40].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Dla dowolnej liczby równolegle połączonych rezystorów rezystancje zastępczą oblicza się

z zależności:

∑

=

=

n

i

i

z

R

R

1

1

1

[9, s.41]

gdzie n – liczba równolegle połączonych rezystorów, i – kolejne numery gałęzi zmieniające
się od 1 do n.

Zastępowanie kilku gałęzi równoległych zawierających rzeczywiste źródła napięcia

polega na wyznaczeniu parametrów zastępczego źródła napięcia, tzn. jego siły
elektromotorycznej E

z

i rezystancji wewnętrznej R

wz,

przy których spełnione byłyby

następujące warunki:
- napięcie na zaciskach źródła zastępczego musi być równe napięciu miedzy punktami
węzłowymi, pomiędzy którymi znajdują się łączone równolegle źródła,
- suma prądów płynących przez połączone równolegle źródła musi być równa prądowi
przepływającemu przez źródło zastępcze.
Warunki te będą spełnione, jeśli:

E

z

= R

z

∑

=

n

i

wi

i

R

E

1

,

R

z

=

∑

=

n

i

wi

R

1

1

1

,

[8, s.41]

gdzie n - liczba gałęzi łączonych równolegle, i – numery sumowanych sił
elektromotorycznych i rezystancji, i = 1÷n
Sposób przekształcania obwodu elektrycznego z równolegle połączonymi źródłami napięcia
przedstawia rysunek 5.

Rys. 5. Sposób przekształcania obwodu elektrycznego z równolegle połączonymi źródłami napięcia:

a) obwód pierwotny, b) obwód zastępczy [9, s. 42]

Równoległe łączenie źródeł napięcia stosuje się w celu zwiększenia prądu płynącego

w obwodzie, tzn. wówczas, gdy prąd dostarczany przez pojedyncze źródło nie jest
wystarczający do zasilania odbiorników. Przy takim łączeniu zwiększa się moc elektryczna
części zasilającej obwodu.

Układ połączeń w trójkąt i gwiazdę.

Oprócz uproszczeń obwodów możliwe są również przekształcenia fragmentów obwodów
zawartych między więcej niż dwoma punktami węzłowymi. Polegają one na zastąpieniu
wybranego fragmentu obwodu innym, zawierającym tę samą liczbę gałęzi, lecz o układzie
połączeń korzystniejszym do analizy obwodu. Często spotykanymi są połączenia w trójkąt
i gwiazdę (rys.6)

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Rys. 6. Układy połączeń miedzy trzema punktami węzłowymi: a) w trójkąt, b) w gwiazdę [9, s.43]

Sposób przekształcania obwodu zawierającego rezystory połączone w trójkąt

przedstawia rysunek 7

Rys. 7. Sposób przekształcania obwodu zawierającego rezystory połączone w trójkąt: a) obwód pierwotny,

b) obwód po przekształceniu trójkąta w gwiazdę, c) obwód zastępczy [9, s. 43]

Obwody elektryczne prądu przemiennego

W obwodach prądu stałego występuje tylko zamiana energii elektrycznej na energię cieplną.
W obwodach prądu przemiennego, oprócz zamiany energii elektrycznej w cieplną mogą
zachodzić i inne zjawiska energetyczne. Konieczne jest więc wprowadzenie dodatkowych
parametrów – INDUKCYJNOŚĆ L – charakteryzująca zdolność chwilowego magazynowania
pola magnetycznego i POJEMNOŚĆ C – charakteryzująca zdolność chwilowego
magazynowania pola elektrycznego.
Obwód prądu przemiennego z elementem rezystancyjnym przedstawia rysunek 8.

Rys. 8. Schemat obwodu prądu przemiennego z elementem rezystancyjnym [9, s.87]

Rysunek 9 przedstawia obwód prądu przemiennego zawierający element odbiorczy

charakteryzujący się indukcyjnością L.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

Rys. 9. Schemat obwodu prądu przemiennego z idealną cewką [9, s.88]

Rysunek 10 przedstawia obwód prądu przemiennego z idealnym kondensatorem

(charakteryzujący się pojemnością C)

Rys. 10. Schemat obwodu prądu przemiennego z idealnym kondensatorem [9, s.89]

Do obwodów prądu przemiennego można wykorzystać prawa Kirchoffa, ale posługując

się wartościami chwilowymi napięcia i prądu.
Suma algebraiczna wartości chwilowych prądów w dowolnym węźle obwodu w każdej chwili
t jest równa zeru.

Σi = 0

Suma algebraiczna wartości chwilowych napięć na elementach oczka obwodu elektrycznego
jest równa zeru.

Σu = 0

Rysunek 11 przedstawia schemat obwodu elektrycznego z szeregowo połączonymi
elementami R, L, C.

Rys. 11. Schemat obwodu prądu przemiennego z szeregowo połączonymi elementami R, L, C [9, s.92]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Rysunek 12 przedstawia schemat obwodu prądu przemiennego z dwiema gałęziami

równoległymi

Rys. 12. Schemat obwodu prądu przemiennego z dwiema gałęziami równoległymi [9, s.95]

Układy trójfazowe składają się z trzech źródeł napięcia i trzech obwodów odbiorczych.

Gdy przesunięcia fazowe obwodów będą jednakowe, wówczas w każdym obwodzie popłynie
prąd sinusoidalnie zmienny, przy czym prądy będą przesunięte o kat 2π/3 rad.

Układ trójfazowy w którym każde źródło wraz z zasilanym odbiorem stanowi odrębny

obwód nazywa się nieskojarzonym (rys.13a).Układ taki nie jest zbyt korzystny z uwagi
na konieczność stosowania dużej ilości przewodów. Stosuje się układy skojarzone (rys.13b),
w których przy zmniejszonej liczbie przewodów łączących źródła z odbiornikami prądy
i napięcia odbiorników są takie same jak w układach nieskojarzonych.

Rys. 13. Układy trójfazowe prądu przemiennego: a)nieskojarzony, b)skojarzony czteroprzewodowy [9, s.99]

Przewód przez który płynie prąd wypadkowy, nazywa się przewodem neutralnym N

(zerowym), pozostałe przewody – przewodami fazowymi i oznacza się je L1, L2, L3.
Przewody fazowe i neutralny nazywa się przewodami roboczymi. Punkt wspólny łączący
końce uzwojeń źródła nazywa się punktem neutralnym N (zerowym) układu zasilającego.
Punkt neutralny zazwyczaj się uziemia, łączy z metalowym przedmiotem zakopanym
w ziemi. Jego potencjał staje się równy potencjałowi ziemi.

Napięcia między przewodami fazowymi - napięcia międzyfazowe.
Napięcia między przewodami fazowymi a przewodem neutralnym – napięcia fazowe.
Jednym z częściej wykonywanych pomiarów w przemyśle spożywczym jest pomiar mocy

pobieranej przez maszyny i urządzenia zainstalowane w zakładach. Znajomość tej wielkości
pozwala na określenie energochłonności, wydajności i sprawności procesu technologicznego
lub jego wycinków oraz strat powstających w czasie jego przebiegu.

W obwodach prądu przemiennego przebiegi napięcia i prądu mają charakter sinusoidalny.

Moc odbiornika prądu elektrycznego jest określana przez iloczyn natężenia prądu płynącego
przez odbiornik i napięcia panującego na odbiorniku. W procesach energetycznych
najbardziej interesująca jest moc czynna. Jednostką mocy czynnej (P) jest wat [W].

P = U

R

I = R I

2

=

R

U

R

2

[9, s.87]

gdzie U

R

, I – wartości skuteczne napięcia i prądu, R – rezystancja

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

Ogólna klasyfikacja i budowa maszyn elektrycznych, w tym stosowanych

w przemyśle spożywczym.

Maszyny elektryczne to urządzenia przeznaczone do przetwarzania energii elektrycznej na

mechaniczną lub mechanicznej na elektryczną.
W zależności od kierunku przemiany energii maszyny elektryczne dzieli się na:

−

prądnice (generatory), przetwarzające energię mechaniczna na elektryczną,

−

silniki przetwarzające energię elektryczną na mechaniczną,

−

transformatory przetwarzające energię elektryczną o określonych parametrach na

energię elektryczną o innych parametrach [2, s.154]

W maszynach tych przetwarzanie energii odbywa się za pośrednictwem pola magnetycznego.
Są w nich wykorzystane zjawiska indukcji elektromagnetycznej oraz oddziaływania
elektrodynamicznego pola magnetycznego na przewody przewodzące prąd.
Zjawisko

indukcji

elektromagnetycznej,

inaczej

zjawisko

powstawania

siły

elektromotorycznej w przewodzie o dowolnym kształcie, może wystąpić gdy:

−

przemieszczany obwód przecina nieruchome pole magnetyczne lub na odwrót,

przemieszczane pole magnetyczne przecina nieruchomy przewód, oraz gdy pole
i przewód są w ruchu i nawzajem się przecinają,

−

zmieniające się pole magnetyczne jednego przewodu działa na drugi przewód,

w drugim przewodzie powstaje wówczas siła elektromotoryczna, zwana siłą
elektromotoryczną indukcji wzajemnej,

−

zmieniające się pole magnetyczne własne przewodu indukuje w nim siłę

elektromotoryczną, zwaną siłą elektromotoryczną samoindukcji albo indukcji własnej.

W maszynach elektrycznych można wyróżnić dwie zasadnicze części: magneśnicę i twornik.
Magneśnica - zawiera elektromagnesy lub magnesy trwałe i jest źródłem pola
magnetycznego.
Twornik jest to część maszyny, w której indukuje się siła elektromotoryczna (w prądnicach)
lub w której powstają siły elektrodynamiczne (w silnikach).
Aby maszyna elektryczna spełniała swoją funkcję przynajmniej jedna jej część musi być
ruchoma. Najczęściej w rozwiązaniach konstrukcyjnych magneśnica i twornik tworzą
współosiowo umieszczone cylindry, z których nieruchomy zewnętrzny nazywa się stojanem
(statorem) a wewnętrzny, obracający się wokół własnej osi - wirnikiem (rotorem). Maszyny
wirujące dzieli się na dwie grupy:

−

maszyny prądu stałego,

−

maszyny prądu przemiennego.

Maszyny prądu przemiennego mogą być synchroniczne i asynchroniczne. Silnik

synchroniczny to taki, którego prędkość obrotowa jest stała i wymuszona przez prędkość
synchroniczną wirowania pola magnetycznego. Prędkość synchroniczna związana jest ściśle
z częstotliwością sieci zasilającej i sposobem uzwojenia.

Prędkość synchroniczna n

s

jest to prędkość obrotowa wirującego pola magnetycznego

[3, s.164]

n

s

=

p

f

60

f – częstotliwość napięcia [Hz],
p – liczba par biegunów.

Silniki synchroniczne stosowane są tylko w dużych zakładach przemysłowych,

w przemyśle spożywczym w cukrowniach. Silniki asynchroniczne prądu przemiennego,
zwane inaczej indukcyjnymi, mogą być trójfazowe i jednofazowe. Ze względu na stosunkowo
prostą ich budowę i zalety prądu przemiennego, maszyny te znalazły powszechne

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

zastosowanie jako silniki napędzające różnego rodzaju urządzenia mechaniczne oraz jako
generatory wielkiej mocy.

Maszyny prądu stałego mają bardziej skomplikowaną budowę ale jednocześnie cechują

się lepszymi właściwościami regulacyjnymi i dynamicznymi. Stosuje się je w trakcji
elektrycznej i w wózkach akumulatorowych. Poza tym są stosowane jako maszyny
niewielkiej mocy w aparaturze kontrolno-pomiarowej i automatyce.

Budowa i zasada działania silników indukcyjnych trójfazowych

Silniki trójfazowe indukcyjne (rys.14) są najbardziej rozpowszechnionymi silnikami

napędowymi. Stanowią one ponad 90% wszystkich eksploatowanych w przemyśle silników
elektrycznych. Przyczyniła się do tego prosta i tania konstrukcja, duża sprawność działania
oraz łatwość obsługi.

Silnik indukcyjny zbudowany jest z dwóch zasadniczych elementów – stojana

i wirnika. Zarówno stojan, jak i wirnik są wykonane z odpowiednio wykrojonych blach, które
połączone ze sobą tworzą pakiet. W pakiecie stojana są żłobki, w których znajdują się
uzwojenia. Obudowa silnika stanowi ochronę przed szkodliwym oddziaływaniem
środowiska na silnik oraz ochronę środowiska, w tym i człowieka przed zagrożeniem, jakie
stwarza silnik. W żłobkach pakietu wirnika umieszczone są pręty aluminiowe lub miedziane
połączone ze sobą na końcach. Po przyłączeniu uzwojeń stojana do układu zasilającego
trójfazowego przez uzwojenia te popłyną prądy przesunięte o kat 2π/3 rad. W prętach
wirnika będących w zasięgu tego pola indukują się siły elektromotoryczne. Ponieważ pręty są
na końcach zwarte, więc pod wpływem tych sił płyną przez pręty prądy, którym towarzyszy
ich własne pole magnetyczne. Miedzy polem magnetycznym pochodzącym od wirnika
a polem, które pochodzi od wirującego pola stojana zachodzi oddziaływanie, będące źródłem
tworzenia się na obwodzie wirnika sił stycznych. Siły te powodują że silnik się obraca, a na
jego wale występuje moment obrotowy. Z upływem czasu prędkość obrotowa wirnika
zwiększa się, lecz równocześnie zmniejsza się prędkość przecinania jego przewodów przez
linie wirującego pola magnetycznego. W rezultacie ustala się prędkość obrotowa wirnika. Jest
ona niewiele mniejsza od prędkości synchronicznej n

s

. Różnica między prędkością

synchroniczną n

s

a prędkością obrotową wirnika podzielona przez n

s

nazywa się poślizgiem

[9, s.199].

s =

s

s

n

n

n

−

Wartość poślizgu zależy od obciążenia silnika. Ze względu na to, że prędkość wirowania n
omawianych silników jest mniejsza od prędkości synchronicznej n

s

, maszyny te nazywa się

asynchronicznymi.

Istnieją dwa rozwiązania wirnika: pierścieniowy i klatkowy.
W wirniku pierścieniowym rdzeń magnetyczny, wykonany z blachy ze stali

elektrotechnicznej jest nasadzony na stalowy wał. Zewnętrzna strona rdzenia jest
użłobkowana. W żłobkach wirnika umieszcza się trójfazowe uzwojenie wykonane z drutu
miedzianego, analogicznie jak w stojanie. Końce tych uzwojeń łączy się a początki
wyprowadza do trzech odizolowanych od siebie pierścieni.

W wirniku klatkowym uzwojenie jest wykonane z nieizolowanych prętów osadzonych

w żłobkach. Pręty z obu czołowych stron są połączone za pomocą dwóch pierścieni
zwierających tworząc razem tzw. klatkę.

Zasada działania obu typów silników jest taka sama. Różnica w budowie wirników

wpływa na wartość prądu rozruchowego, pobieranego z sieci w czasie uruchamiania silnika
oraz na moment rozruchowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Rys. 14. Silnik indukcyjny, 1 – tabliczka znamionowa, 2 – obudowa tabliczki zaciskowej,

3 – wał napędowy, 4 – obudowa silnika [9, s. 194]

Tabliczka znamionowa zawiera podstawowe informacje o silniku, niezbędne

do prawidłowego doboru i eksploatacji silnika:

−

znamionowe parametry elektryczne silnika (prąd, napięcie, częstotliwość, współczynnik

mocy),

−

znamionowe parametry mechaniczne (moc, sprawność, prędkość wirowania, masa),

−

informacje uzupełniające (typ silnika, nazwa lub symbol producenta, rok produkcji,

numer fabryczny).
Tabliczka zaciskowa zawiera zaciski przyłączeniowe za pomocą których obwody

elektryczne maszyny łączą się z siecią zasilającą. Silniki indukcyjne trójfazowe maja
zazwyczaj sześć zacisków, do których są przyłączone końce uzwojeń stojana. Początki tych
uzwojeń oznacza się literami U1, V1, W1 a końce odpowiednio U2, V2, W2. Umożliwia to
w prosty sposób połączenie uzwojeń stojana w gwiazdę lub trójkąt

Przełącznik gwiazda – trójkąt zabezpiecza silnik przed przeciążeniem podczas jego

rozruchu. Dotyczy to takich silników, które podczas normalnej pracy są połączone w trójkąt.
Podczas rozruchu zmienia się układ połączeń stojana w ten sposób, że łączy się ze sobą
początki wszystkich uzwojeń a zasila się końce (rys.15). Ten sposób połączenia (gwiazda)
powoduje ograniczenie natężenia prądu, dzięki czemu silnik jest zabezpieczony przed
uszkodzeniem.

Rys. 15. Układy połączeń uzwojenia stojana silnika indukcyjnego: a) w gwiazdę, b) w trójkąt [3, s. 163]

Wał napędowy jest to element, za pomocą którego wytwarzana w silniku energia jest

przekazywana do urządzenia napędzanego.

Prądnice prądu stałego i przemiennego

Prądnice elektryczne to maszyny elektryczne przetwarzające energię mechaniczną
dostarczoną przez silnik napędowy na energię elektryczną prądu stałego lub przemiennego.
Prądnica prądu stałego swoją budową przypomina silnik (rys. 16).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Rys.16. Przekrój maszyny prądu stałego, 1-jarzmo, 2- rdzeń bieguna głównego, 3- nabiegunnik, 4- rdzeń

bieguna komutacyjnego, 5- uzwojenie bieguna głównego, 6- uzwojenie bieguna komutacyjnego, 7- wirnik,

8- uzwojenie wirnika, 9-komutator, 10 –szczotka [3, s. 180]

Działanie prądnic opiera się na zjawisku wzbudzania się (indukowania) prądu

elektrycznego w przewodnikach, znajdujących się w zasięgu działania pola magnetycznego.
Zależnie od sposobu wytwarzania pola magnetycznego prądnice prądu stałego dzieli się na:
prądnice z magnesami trwałymi oraz prądnice z elektromagnesami. W zależności od zasilania
uzwojenia stojana dzieli się je na: obcowzbudne, jeśli uzwojenie wzbudzające jest zasilane
z obcego źródła napięcia i samowzbudne (bocznikowe, szeregowe, bocznikowo-szeregowe) –
uzwojenie wzbudzające zasilane jest napięciem, które indukuje się w uzwojeniach własnego
wirnika. W prądnicach prądu stałego SEM jest prostowana za pomocą komutatora (komutator
służy do prostowania prądu i doprowadzania go z uzwojenia twornika do obwodu
zewnętrznego lub odwrotnie), a w prądnicach prądu przemiennego doprowadzana do
zacisków wyjściowych bezpośrednio, gdy uzwojenie twornikowe znajduje się w stojanie lub
za pomocą pierścieni ślizgowych, gdy uzwojenie twornikowe jest w wirniku.
Prądnice prądu stałego stosuje się jako maszyny robocze – w elektrowniach prądu stałego
i do bezpośredniego zasilania np. spawarek, baterii akumulatorów urządzeń elektrycznych
w pojazdach, jako mierniki prędkości obrotowej.
Prądnice prądu przemiennego wykonuje się najczęściej jako prądnice synchroniczne,
trójfazowe powszechnie stosowane w elektrowniach prądu przemiennego. Rzadziej są
stosowane prądnice indukcyjne.

Budowa i zasada działania transformatorów jedno- i trójfazowych.
Transformatory to maszyny elektryczne służące do obniżania lub podwyższania

napięcia. Szczególne jest to istotne przy przesyłaniu energii na duże odległości, gdzie
w elektrowniach instaluje się urządzenie zwiększające napięcie, a na końcu linii
przesyłowych – urządzenia obniżające napięcie tak, aby do odbiorcy trafiała energia
o odpowiednich parametrach. Oprócz przesyłania energii transformatory znalazły
zastosowanie w różnego rodzaju urządzeniach elektrycznych, elektronicznych, pomiarowych.

Transformator jednofazowy składa się z rdzenia stalowego stanowiącego zamknięty

obwód magnetyczny oraz umieszczonych na nim uzwojeń pierwotnego i wtórnego.
Uzwojenie do którego doprowadzana jest energia nazywa się pierwotnym, uzwojenie,
z którego jest pobierana – wtórnym. Uzwojenie o większej liczbie zwojów N

1

– uzwojenie

górnego napięcia, uzwojenie o mniejszej liczbie zwojów N

2

– uzwojenie dolnego napięcia.

W transformatorach podwyższających napięcie uzwojenie pierwotne jest uzwojeniem dolnego
napięcia, natomiast uzwojenie wtórne – uzwojeniem górnego napięcia. W transformatorach
obniżających napięcie jest odwrotnie. Aby zmniejszyć straty magnetyczne rdzeń
transformatora wykonuje się z pakietu izolowanych między sobą blach stalowych, silnie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

nakrzemionych. Pionowe części rdzenia, na których nawinięte są uzwojenia – kolumny,
części poziome łączące kolumny – jarzma (rys. 17)

Rys. 17. Budowa transformatora jednofazowego [3, s. 155]

Transformator trójfazowy można potraktować jako połączenie trzech transformatorów

jednofazowych mających wspólny rdzeń. Rdzeń transformatora trójfazowego składa się
z trzech kolumn połączonych dwoma jarzmami. Na każdej kolumnie jest nawinięte uzwojenie
pierwotne i wtórne jednej fazy. Uzwojenia te łączy się tworząc różne układy w zależności od
przeznaczenia transformatora. Uzwojenia pierwotne oznacza się cyfrą 1 a wtórne – cyfrą 2
(rys. 18)

Rys. 18. Transformator trójfazowy: a) budowa,

b) schemat uzwojeń połączonych w gwiazdę [3, s.156]

W zależności od systemu chłodzenia transformatory dzielą się na:

−

suche – ciepło jest odprowadzane przez otaczające powietrze,

−

olejowe – czynnikiem chłodzącym i jednocześnie izolującym jest olej izolacyjny.

W zależności od przeznaczenia rozróżnia się transformatory mocy, pomiarowe (przekładniki),
spawalnicze, impulsowe, dzwonkowe i autotransformatory.

Budowa i zasada działania elektromagnesów
Elektromagnes jest to zwojnica (inaczej solenoid lub potocznie cewka) z rdzeniem

w środku wykonanym z ferromagnetyka, w której płynie prąd (rys.19) . Rdzeniem jest
na ogół stal miękka czyli niehartowana. Szybko się ona magnesuje, a po ustąpieniu
zewnętrznego pola magnetycznego szybko się rozmagnesowuje. W elektromagnesach prądu
przemiennego (natężenie i napięcie zmienia się sinusoidalnie) rdzenie wykonuje się z blach
poprzedzielanych izolacją w celu zmniejszenia strat energii powodowanych prądami
wirowymi.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

Rys. 19. Elektromagnes: a) prosty, b) napędzający zestyk elektryczny

1 – uzwojenie, 2 – rdzeń, 3 – zwora, 4- sprężyna, 5 – zestyk [9, s.71]

Pole magnetyczne wytwarzane przez elektromagnes wzrasta po zwiększeniu liczby

zwojów lub natężenia przepływającego prądu przy stałej długości zwojnicy. Im więcej cewka
ma zwojów oraz im większy przepływa przez nią prąd, tym silniejsze jest pole magnetyczne
elektromagnesu.

Obecnie najsilniejsze elektromagnesy buduje się przy użyciu cewek nadprzewodzących.

Są one wykonane z materiałów zwanych nadprzewodnikami, nie wykazujących żadnego
oporu elektrycznego w bardzo niskich temperaturach (poniżej -200

o

C). Fizycy szukają tanich

nadprzewodników wysokotemperaturowych co rozpowszechni silne elektromagnesy
nadprzewodzące. Elektromagnesy znajdują się w prądnicach czyli urządzeniach do
wytwarzania

prądu

elektrycznego

i

silnikach

elektrycznych

stosowanych

w najróżnorodniejszych urządzeniach. Elektromagnesy znajdują się w automatycznych
bezpiecznikach

domowej

instalacji

elektrycznej

i

wyłącznikach

nadmiarowych

w elektrycznych stacjach zasilających. Wchodzą w skład głowic zapisujących i odczytujących
informacje na magnetycznych nośnikach: taśmach magnetofonowych, dyskach twardych
komputerów i dyskietkach. Są również stosowane w miernikach elektrycznych.

Budowa i zasada działania przyrządów do pomiaru wielkości elektrycznych.
Elektryczne przyrządy pomiarowe można klasyfikować według różnych kryteriów:

zasady działania, rodzaju prądu stałego albo zmiennego, mierzonej wielkości oraz stopnia
dokładności.

Najczęściej spotykanymi miernikami są urządzenia do pomiaru napięcia, natężenia oraz

ilości energii elektrycznej.

Podstawowymi elementami przyrządów pomiarowych są: urządzenia odczytowe,

ustrój pomiarowy i obudowa.

Urządzenie odczytowe umożliwia odczytanie wartości mierzonej wielkości.

Do najczęściej stosowanych należą urządzenia odczytowe analogowe, w których informacja
jest podawana przez odchylająca się wskazówkę i cyfrowe, w których informacja o mierzonej
wielkości jest podawana w postaci uporządkowanego zbioru cyfr.

Ustroje pomiarowe to urządzenia, w których mierzone wielkości są przetwarzane na

sygnały przekazywane do urządzenia odczytowego. Mogą być przetwornikami
elektromechanicznymi lub elektronicznymi. W ustrojach elektromechanicznych jest
wytwarzany moment napędowy proporcjonalny do wartości wielkości mierzonej. Najczęściej
spotykanymi przyrządami elektromechanicznymi są przyrządy magnetoelektryczne,
elektromagnetyczne, elektrodynamiczne i indukcyjne.

Najprostszy rodzaj mierników magnetoelektrycznych (rys. 20) stanowią amperomierze

bezpośrednie. Cały mierzony prąd płynie przez ustrój dlatego nie wymagają dodatkowego
układu pomiarowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Rys. 20. Budowa ustroju magnetoelektrycznego: 1 – magnes trwały, 2 – cewka pomiarowa,

3 – rdzeń cewki, 4 – sprężyny zwrotne, 5 – nabiegunniki [3, s.114]

Pomiaru napięcia dokonuje się za pomocą woltomierzy (rys. 21)

Rys. 21. Budowa woltomierza [6, s. 37]

Zaciski woltomierza są połączone za pośrednictwem opornika R z ruchomą cewką,

umieszczoną w polu działania magnesu trwałego. Cewka ta może obracać się wokół osi, a jej
doprowadzenia elektryczne są wykonane w postaci cienkich sprężyn spiralnych. Przyłożone
do zacisków woltomierza napięcie U powoduje przepływ przez cewkę prądu o natężeniu I,
którego wartość wynika z oporu samej cewki R

c

i opornika R.

I =

R

R

U

c

+

[6, s. 38]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Prąd płynący przez cewkę powoduje powstanie wokół niej pola magnetycznego
proporcjonalnego do wartości jego natężenia. Pole to obraca cewkę wokół osi o kąt
proporcjonalny do napięcia U, przyłożonego między zaciskami woltomierza. Związana
z cewką wskazówka umożliwia odczytanie wartości kąta na tarczy.

W ustrojach pomiarowych elektronicznych wartość wielkości mierzonej jest przetwarzana

na sygnał dyskretny (impulsy). Operacje te wykonują zazwyczaj złożone układy
elektroniczne.

Obudowa przyrządu pomiarowego łączy w jedną całość ustrój pomiarowy i urządzenia

odczytowe, chroni te części przed szkodliwym działaniem czynników środowiskowych oraz
chroni środowisko przed niepożądanymi skutkami, jakie mogą wystąpić podczas pracy
przyrządu pomiarowego.

Obecnie coraz popularniejsze stają się przyrządy pomiarowe elektroniczne. Zapewniają

większą dokładność pomiaru, umożliwiają szybkie dokonywanie pomiarów, wykazują niski
pobór energii z badanego obwodu, umożliwiają bezpośredni odczyt przez obserwatora, co
znacznie zmniejsza błąd odczytu w porównaniu z przyrządami analogowymi
(wskazówkowymi). Dodatkową zaletą układów elektronicznych jest to, że mogą to być
przyrządy wielofunkcyjne i wielozakresowe. Ponadto mają stosunkowo małe wymiary
i niewielki ciężar.

Instalacje elektryczne

Odbiorniki elektryczne, którymi są najczęściej silniki, grzejniki i lampy oświetleniowe,
muszą być w odpowiedni sposób połączone ze źródłem zasilania. Układ połączeń, zwany
instalacją elektryczną składa się z przewodów, gniazd przyłączeniowych, wyłączników
i urządzeń zabezpieczających. Przewody elektryczne mają zróżnicowane w zależności od
przeznaczenia wymiary i konstrukcje. Wszystkie jednak składają się z części przewodzącej
(tzw. żyły), wykonanej z materiału o dobrym, przewodnictwie elektrycznym – miedź lub
aluminium, oraz z osłony izolacyjnej, zabezpieczającej przed porażeniem ludzi, zwarciem.
Każda instalacja elektryczna jest zabezpieczona przed nadmiernym obciążeniem za pomocą
bezpieczników.

Elektrotermia

Energia prądu elektrycznego płynącego przez przewodnik o oporze R, zamienia się na ciepło,
którego wartość jest wyrażona wzorem:

Q = R I

2

t

[6, s.44]

Q – ilość wydzielonego ciepła [J],
R – opór przewodnika [Ω],
I – natężenie prądu płynącego przez przewodnik [A],
t – czas przepływu [s].

Ciepło to powoduje wzrost temperatury przewodnika. Wydzielanie się ciepła jest
wykorzystywane w urządzeniach grzewczych – kuchenki elektryczne, piecyki, piece
przemysłowe, promienniki podczerwieni, suszarki.
Gdy natężenie prądu jest dostateczni duże, drut metalowy nagrzewa się w takim stopniu,
że wysyła promieniowanie widzialne (światło). Zjawisko to wykorzystano w budowie
żarówki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonywania ćwiczeń

1. Czy wiesz, co to jest siła elektromotoryczna?
2. Jakie są najważniejsze elementy obwodu elektrycznego?
3. Jak brzmi uogólnione prawo Ohma?
4. Co to są transformatory?
5. Co to są elektromagnesy?
6. Czym różni się połączenie w trójkąt i gwiazdę?
7. Jakie są najczęściej spotykane silniki w przemyśle spożywczym?
8. Co to są prądnice i jak są zbudowane?
9. Co to są silniki prądu stałego i jak są zbudowane?
10. Od czego zależy ilość wydzielanego ciepła przy przepływie prądu?
11. Co to jest instalacja elektryczna?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Odczytaj schematy obwodów elektrycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach informacje na temat obwodów elektrycznych,
2) rozpoznać elementy obwodów elektrycznych,
3) określić elementy obwodu połączone szeregowo i równolegle,
4) określić kierunek przepływu prądu elektrycznego,
5) określić spadki napięć na poszczególnych elementach obwodu.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

plansze i foliogramy przedstawiające schematy obwodów elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Wyjaśnij budowę i zasaę działania silnika indukcyjnego trójfazowego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach informacje na temat silników elektrycznych,
2) rozróżnić i nazwać elementy wirujące i nieruchome silnika,
3) wyjaśnić zasadność stosowania przełącznika gwiazda - trójkąt w celu rozruchu silnika,
4) określić wady i zalety silnika trójfazowego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

modele silników elektrycznych,

−

katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

plansze i foliogramy przedstawiające budowę maszyn i urządzeń elektrycznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [9].

Ćwiczenie 3

Wyjaśnij budowę i zasadę działania silnika prądu stałego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach informacje na temat silników elektrycznych,
2) rozróżniać i nazywać elementy wirujące i nieruchome silnika,
3) określić obszar zastosowania poszczególnych typów silników prądu stałego,
4) określić podstawowe wady i zalety silników prądu stałego

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

modele silników prądu stałego,

−

katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

plansze i foliogramy przedstawiające budowę maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [9].

Ćwiczenie 4

Wyjaśnij budowę i zasadę działania przyrządów do pomiaru wielkości elektrycznych

(woltomierze, amperomierze, omomierze, watomierze).

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach informacje na temat przyrządów do pomiaru wielkości

elektrycznych,

2) określić przeznaczenie poszczególnych przyrządów pomiarowych,
3) określić sposób podłączania poszczególnych mierników do obwodu elektrycznego,
4) przeanalizować budowę wybranego miernika magnetoelektrycznego.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

przyrządy pomiarowe,

−

plansze i foliogramy przedstawiające budowę przyrządów do pomiarów wielkości
elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [9]

Ćwiczenie 5

Dokonaj pomiaru podstawowych wielkości elektrycznych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat,
2) zbudować obwód elektryczny według schematów,
3) zmierzyć wskazane parametry,
4) zanotować uzyskane wyniki.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

plansze i foliogramy przedstawiające schematy obwodów elektrycznych,

−

plansze i foliogramy przyrządów do pomiarów wielkości elektrycznych,

−

przyrządy pomiarowe,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura zgodna z punktem 6 poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1)

rozróżnić silniki elektryczne?





2)

rozróżnić prądnice?





3)

określić budowę i zasadę działania silnika indukcyjnego trójfazowego?





4)

określić budowę prądnicy?





5)

określić przeznaczenie silników, prądnic, transformatorów?





6)

wyjaśnić budowę transformatorów?





7)

rozróżnić mierniki elektryczne?





8)

określić elementy obwodu elektrycznego?





9)

rozróżnić połączenia szeregowe i równoległe?





10) określić sposób podłączania poszczególnych mierników do obwodów

elektrycznych?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

4.2. Bezpieczna eksploatacja maszyn i urządzeń elektrycznych

w przemyśle spożywczym

4.2.1. Materiał nauczania

Oddziaływanie prądu elektrycznego na organizm ludzki
Urządzenia elektryczne stwarzają specyficzne, niespotykane przy innych urządzeniach

możliwości zagrożenia zdrowia a nawet życia ludzkiego. Uszkodzenie izolacji urządzeń
elektrycznych, ich niewłaściwe wykonanie lub konserwacja oraz nieprzestrzeganie przepisów
bezpieczeństwa pracy mogą bowiem być przyczyną znalezienia się człowieka pod napięciem,
wskutek czego przez ciało będzie przepływał prąd elektryczny. Stan taki to rażenie, prąd
przepływający przez człowieka – prąd rażeniowy. Do najniebezpieczniejszych skutków
przepływu prądu rażeniowego należą zaburzenia w krwiobiegu, w oddychaniu, spalenie
tkanki skórnej, tkanki mięśni lub narządów wewnętrznych.

Zaburzenia w krwiobiegu są spowodowane działaniem prądu na serce. Po przekroczeniu

pewnej wartości prąd ten wywołuje migotanie komór sercowych i może doprowadzić do
całkowitego ustania pracy serca.

Zaburzenia w oddychaniu są spowodowane bezpośrednim działaniem prądu na mięśnie

klatki piersiowej lub na ośrodki w mózgu sterujące działaniem klatki piersiowej. Może to
doprowadzić do całkowitego ustania pracy płuc.

Spalenie tkanki skórnej, mięśniowej lub narządów wewnętrznych człowieka jest

wynikiem cieplnego działania prądu i prowadzi do zaniku czynności tych części organizmu.

Skutki działania prądu rażeniowego na organizm ludzki zależy od rodzaju prądu,

wartości, częstotliwości, czasu drogi przepływu oraz indywidualnych cech człowieka.

Prąd stały oraz prądy o bardzo małych lub bardzo dużych częstotliwościach są mniej

niebezpieczne niż prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz i tej samej wartości.

Ujemne skutki wzrastają wraz ze wzrostem jego wartości i czasu przepływu.
Najbardziej niebezpieczne skutki wywołuje prąd przepływający przez klatkę piersiową.
Wrażliwość na działanie prądu zależy od cech osobniczych (wiek, płeć, skłonność do

pocenia się).

Graniczne prądy rażeniowe i dopuszczalne napięcia
Zdolność do odczuwania prądu rażeniowego – próg odczuwania dla prądów

przemiennych o częstotliwości 15-1000 Hz wynosi 0,5 mA. Nie zależy on od czasu rażenia t

r

Możliwość uwolnienia się człowieka od części będących pod napięciem – próg
samouwolnienia, przy prądach przemiennych wynosi:
10 mA

gdy t

r

= 10 s,

20 mA

gdy t

r

= 1 s,

Ok. 120 mA gdy t

r

= 0,1 s.

Najgroźniejsze jest przekroczenie progu fibrylacji, migotania serca, dlatego też uznaje się je
za kryterium zagrożenia
50 mA

gdy t

r

= 1 s,

50-500 mA

gdy t

r

= 0,1 – 1 s,

500 mA

gdy t

r

< 0,1 s.

Posługiwanie się wartościami natężenia prądu jest w praktyce niewygodne. Łatwiej

posługiwać się wartościami dopuszczalnych napięć, które uzyskuje się przez pomnożenie
wartości prądów dopuszczalnych przez wartość impedancji ciała człowieka. Ponieważ
impedancja ciała człowieka może zawierać się w szerokich granicach, do wyznaczenia
dopuszczalnych napięć przyjmuje się impedancję modelową. Jest ona bliska wartości

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

impedancji ciała człowieka i wynosi 1000 Ω przy uszkodzeniu naskórka lub przy silnym
zmoczeniu naskórka roztworem wodnym soli.
W urządzeniach elektrycznych prądu przemiennego, którego napięcie znamionowe nie
przekracza 1000 V, napięcie dopuszczalne, pod którego działaniem może się znaleźć
człowiek, podaje się jedynie dla rażeń długotrwałych (t

r

> 5s). Wartości napięć

dopuszczalnych odnoszą się do sytuacji, w których człowiek dotyka części przewodzących
znajdujących się pod napięciem w normalnych warunkach pracy urządzeń elektrycznych
(napięcie robocze, względem ziemi), lub które znalazły się pod napięciem na skutek
uszkodzenia izolacji roboczej urządzeń (napięcie dotykowe).

Techniczne środki ochrony przeciwporażeniowej

Środki ochrony przeciwporażeniowej mają na celu całkowite wykluczenie lub zmniejszenie
do minimum prawdopodobieństwa powstania nieszczęśliwych wypadków wskutek porażenia
prądem elektrycznym. Można je podzielić na środki techniczne i organizacyjne.
Środki techniczne można z kolei podzielić na:

−

środki do równoczesnej ochrony przed dotykiem pośrednim i bezpośrednim,

−

środki ochrony przed dotykiem bezpośrednim (podstawowa),

−

środki ochrony przed dotykiem pośrednim (dodatkowa).
Dotyk bezpośredni – styczność z częściami, na których podczas normalnej pracy urządzeń

elektrycznych utrzymuje się napięcie robocze.

Dotyk pośredni – styczność z częściami, na których może się pojawić napięcie dotykowe

na skutek uszkodzenia izolacji.

Równoczesna ochrona przed dotykiem pośrednim i bezpośrednim, polega na

zastosowaniu obwodów odbiorczych o bardzo niskich napięciach, nie przekraczających 50 V
oraz spełniających wymagania dotyczące niezawodnego odizolowania części roboczych
od innych obwodów.

Ochrona przed dotykiem bezpośrednim (podstawowa) polega na zastosowaniu: izolacji

podstawowej, osłony, ogrodzenia lub umieszczenia poza zasięgiem ręki.

Izolacja podstawowa powinna osłaniać wszystkie dostępne części mogące się znaleźć pod

napięciem roboczym w warunkach normalnej pracy maszyn i urządzeń. Musi być wykonana
z materiału izolacyjnego trwałego i nie dającego się usunąć bez zniszczenia.

Osłony muszą zapewniać ochronę przed dotknięciem części pod napięciem palcem lub

inną częścią ciała. Otwarcie lub usunięcie osłon nie powinno być możliwe bez użycia klucza
lub narzędzi, chyba że przed otwarciem osłony następuje automatyczne wyłączenie zasilania.

Ogrodzenia służą do ochrony przed niezamierzonym bezpośrednim dotykiem. Stosuje się

je

w

pomieszczeniach

lub

na

terenach

wydzielonych,

dostępnych

dla

osób

wykwalifikowanych i upoważnionych do obsługi urządzeń elektrycznych z nieizolowanymi,
dostępnymi częściami roboczymi.

Umieszczenie poza zasięgiem ręki dotyczy części nieosłoniętych, znajdujących się pod

napięciem roboczym, na wysokości co najmniej 2,5 m nad poziomem stanowiska,
na którym może stać człowiek lub w odległości co najmniej 1,25 m w bok lub w dół
od stanowiska. Ten środek stosuje się w pomieszczeniach lub na terenach wydzielonych,
dostępnych dla osób wykwalifikowanych w zakresie bezpiecznej obsługi urządzeń
elektrycznych i upoważnionych do przebywania w tych obszarach.

Ochrona przed dotykiem pośrednim polega na zastosowaniu:

−

samoczynnego wyłączania zasilania,

−

urządzenia II klasy ochronności (izolacji ochronnej),

−

separacji elektrycznej.

Każdy z wymienionych środków można zastosować niezależnie, ale ich zakres stosowania
jest różny. Zależy on od tego jaki to jest rodzaj odbiornika, od tego czy punkt neutralny jest
połączony z ziemią czy nie, od sposobu rozprowadzenia przewodów ochronnych. Najczęściej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

stosowanym jest samoczynne wyłączenie zasilania urządzenia (obwodu), w którym nastąpiło
uszkodzenie i napięcie dotykowe mogłoby zagrażać ludziom. Wyłączenie uszkodzonego
obwodu musi nastąpić samoczynnie, ale też w odpowiednio krótkim czasie.
Ochrona przez zastosowanie urządzeń II klasy ochronności polega na zastosowaniu urządzeń,
których układ izolacyjny lub pojedyncza izolacja a także obudowa izolacyjna mają
co najmniej podwójną wytrzymałość w stosunku do wymagań stawianych izolacji roboczej.
Prawdopodobieństwo uszkodzenia takiej izolacji jest znikome.
Ochrona przez zastosowanie separacji elektrycznej polega na zasilaniu obwodu odbiorczego
przez transformator separacyjny tak wykonany, że wykluczona jest możliwość zwarcia
między jego uzwojeniem pierwotnym i wtórnym.

Sprzęt ochronny
Sprzęt ochronny (zwiększający bezpieczeństwo pracy) dzieli się na: izolacyjny,

wskazujący na obecność napięcia, zabezpieczający i ostrzegawczy (rys.22).
Sprzęt izolacyjny służy do odizolowania pracowników, od części które mogą się znajdować
pod napięciem: drążki izolacyjne, kleszcze izolacyjne, narzędzia izolacyjne, rękawice,
półbuty, kalosze izolacyjne, pomosty izolacyjne.
Sprzęt wskazujący umożliwia sprawdzenie obecności lub braku napięcia: wskaźniki napięcia,
woltomierze.
Sprzęt zabezpieczający i ostrzegawczy: przenośne uziemiacze, ogrodzenia, płyty izolacyjne,
tablice - ostrzegawcze, nakazu, zakazu i informacyjne.

Rys. 22. Sprzęt ochronny a) drążek izolacyjny, b) kleszcze izolacyjne, c) dwubiegunowy wskaźnik niskiego

napięcia, d) jednoprzewodowy uziemiacz przenośny, e) kalosze, f) rękawice, g) tablica ostrzegawcza [9, s. 303]

Zasady bezpiecznej obsługi urządzeń elektrycznych

−

nie zbliżać się i nie dotykać urządzeń elektrycznych, jeśli nie zachodzi taka potrzeba,

−

wszystkie prace remontowe i konserwacyjne mogą być wykonywane wyłącznie przez

osoby do tego upoważnione (za wyjątkiem wymiany żarówek i wkładek
bezpiecznikowych w nieprzemysłowych instalacjach odbiorczych),

−

przed wykonaniem czynności łączeniowych, wymianą bezpieczników lub żarówek należy

sprawdzić stan urządzeń, szczególnie stan ich obudów i widocznych części izolacyjnych.
(w razie zauważenia jakiegokolwiek uszkodzenia zaniechać przewidzianych czynności),

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

−

przed wymianą żarówek i wkładek bezpiecznikowych należy, o ile jest to możliwe,

wyłączyć naprawiany obwód, aby na odkrytych częściach przewodzących nie było
napięcia,

−

w celu połączenia lub rozłączenia wtyczki i gniazda wtyczkowego należy chwytać

za obudowę wtyczki (niedopuszczalne jest pociąganie przewodu),

−

nie należy dotykać jakichkolwiek części elektrycznych mokrymi lub skaleczonymi

rękami,

−

dotykając urządzeń elektrycznych nie należy równocześnie chwytać uziemionych

metalowych przedmiotów,

−

po zauważeniu jakiejkolwiek nieprawidłowości w pracy urządzeń elektrycznych lub ich

uszkodzenia, należy w pierwszej kolejności odłączyć je od sieci zasilającej. Jeśli
wykonanie takich czynności nie jest bezpieczne, należy ich zaniechać i zwrócić się
o pomoc do osób mających odpowiednie kwalifikacje.

Ratowanie człowieka rażonego prądem elektrycznym

Człowiek rażony prądem powinien być zbadany przez lekarza i w razie potrzeby poddany
leczeniu w zakładzie leczniczym.
W wielu sytuacjach ciężar pierwszej pomocy spada na osoby przygodne, świadków
wypadku. Pomoc ta powinna być udzielona jak najbardziej poprawnie i z zachowaniem zasad
zapewniających bezpieczeństwo ratującego.
Jeśli rażony znajduje się ciągle pod napięciem należy:

−

uwolnić go spod napięcia, przez szybkie wyłączenie obwodu elektrycznego zasilającego

miejsce wypadku. Jeśli nie jest to możliwe, należy rażonego odciągnąć od przedmiotów
lub urządzeń znajdujących się pod napięciem posługując się przedmiotami stanowiącymi
dobrą izolację. Można w ostateczności rękoma, ale należy wtedy stać na powierzchni
izolowanej i chwytać rażonego przez materiał izolacyjny,

−

rozpoznać skutki rażenia i stan jego zdrowia,

−

zależnie od rozpoznania zastosować właściwą metodę ratowania.

Jeśli osoba rażona jest przytomna można opatrzyć rany i przewieźć do lekarza.
Jeśli jest nieprzytomna, ustalić objawy – zaburzenia lub zanik oddychania, zaburzenia lub
wstrzymanie krążenia krwi.
Objawy zaniku oddychania – brak poruszania się klatki piersiowej, brak szmerów
wydychanego powietrza, stopniowe narastanie sinicy twarzy i paznokci.
Objawy wstrzymania krążenia krwi – brak tętna na dużych naczyniach tętniczych, brak
oddechu, utrata przytomności, zwiotczenie mięśni.
Po stwierdzeniu zaburzeń lub zaniku oddychania należy sprawdzić drożność dróg
oddechowych, ewentualnie usunąć przyczyny niedrożności i zabezpieczyć przed ich
ponownym pojawieniem się.
Jeśli wykluczymy tą możliwość, należy przystąpić do sztucznego oddychania.
Jeśli u rażonego nie wyczuwa się tętna lub jest ono nierównomierne, należy przeprowadzić
pośredni masaż serc przez miarowe, silne uciskanie dolnej części mostka.
Po przywróceniu rannemu oddechu i krążenia krwi można, po opatrzeniu ran
przetransportować go do zakładu leczniczego. Jednakże jeśli jest możliwość błyskawicznego
przewiezienia go do lekarza wykonując jednocześnie czynności przywracające oddech
i krążenie, należy to uczynić, ponieważ zwiększa się w ten sposób szanse uratowania.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

4.2.2. Pytania sprawdzające

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

1. Jakie skutki może wywołać prąd przepływający przez ciało człowieka?
2. Od czego zależą skutki rażenia prądem?
3. Jak się nazywają progi prądowe ustalone na podstawie analizy skutków rażenia ludzi?
4. Co to jest dotyk pośredni i bezpośredni?
5. Jakie znasz środki ochrony przeciwporażeniowej?
6. Jakie znasz sposoby ochrony podstawowej (przed dotykiem bezpośrednim), a jakie

dodatkowej (pośrednim)?

7. Jakie znasz rodzaje sprzętu ochronnego?
8. Jakie znasz zasady bezpiecznej obsługi urządzeń elektrycznych?
9. Co powinien zrobić ratujący, jeśli rażony ciągle jest pod napięciem?
10. Co należy zrobić jeśli rażony jest przytomny a co jeśli nie jest?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zlokalizuj uszkodzenia maszyn i urządzeń elektrycznych przemysłu spożywczego

z zachowaniem zasad ich bezpiecznej eksploatacji.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat bezpiecznej eksploatacji

maszyn i urządzeń elektrycznych,

2) wskazać rodzaje uszkodzeń zewnętrznych świadczących o niesprawności maszyny

elektrycznej lub całego układu,

3) zastosować procedury postępowania w sytuacjach awaryjnych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

plansze i foliogramy przedstawiające budowę maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [6].

Ćwiczenie 2

Odczytaj instrukcji obsługi wybranych urządzeń elektrycznych ze szczegółowym

uwzględnieniem przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat dokumentacji techniczno-

ruchowej maszyn i urządzeń elektrycznych w przemyśle spożywczym,

2) wyjaśnić znaczenie instrukcji obsługi maszyn i urządzeń elektrycznych dla zdrowia

i bezpieczeństwa pracownika,

3) przeanalizować poszczególną dokumentację zwracając szczególną uwagę na przepisy bhp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcje dotyczące eksploatacji maszyn i urządzeń elektrycznych w przemyśle
spożywczym,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [6].

Ćwiczenie 3

Dokonaj pomiaru parametrów maszyn i urządzeń elektrycznych w oparciu

o dokumentację techniczną.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat maszyn i urządzeń

elektrycznych stosowanych w przemyśle spożywczym,

2) dokonać pomiaru rezystancji wewnętrznej,
3) dokonać pomiaru poboru mocy przez pracujące silniki i porównać wyniki z danymi na

tabliczkach znamionowych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczna,

−

modele prądnicy i silników elektrycznych,

−

przyrządy pomiarowe,

−

katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

plansze i foliogramy przedstawiające budowę maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [3]

Ćwiczenie 4

Określ rodzaje zabezpieczeń w maszynach i urządzeniach elektrycznych przemysłu

spożywczego.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat zabezpieczeń maszyn

i urządzeń elektrycznych przemysłu spożywczego,

2) określić celowość i rodzaje zabezpieczeń w maszynach i urządzeniach elektrycznych

przemysłu spożywczego,

3) rozpoznać zabezpieczenia wybranych maszyn i rządzeń elektrycznych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczna,

−

modele prądnicy i silników elektrycznych,

−

katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

plansze i foliogramy przedstawiające budowę maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

literatura [3].

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

Ćwiczenie 5

Dobierz środki ochrony indywidualnej i zbiorowej konieczne przy obsłudze urządzeń

elektrycznych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) wyszukać w materiałach dydaktycznych informacje na temat technicznych środków

ochrony przeciwporażeniowej,

2) wskazać rodzaje środków w zależności od rodzaju ochrony,
3) dobrać środki ochrony indywidualnej i zbiorowej konieczne przy obsłudze wybranych

maszyn i urządzeń elektrycznych.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

katalogi maszyn i urządzeń elektrycznych,

−

filmy dydaktyczne na temat budowy i zasady działania maszyn i urządzeń elektrycznych,
ich bezpiecznej eksploatacji i zastosowania w przemyśle spożywczym,

−

środki ochrony osobistej,

−

literatura [6].

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak Nie

1)

określić skutki rażenia prądem?





2)

rozróżnić progi prądowe (rażeniowy, samouwolnienia, fibrylacji)?





3)

rozróżnić środki ochrony przeciwporażeniowej?





4)

scharakteryzować sprzęt ochronny?





5)

zastosować zasady bezpiecznej obsługi urządzeń elektrycznych?





6)

zastosować procedury postępowania przy ratowaniu człowieka rażonego
prądem elektrycznym?





7)

dobrać środki ochrony indywidualnej i zbiorowej konieczne przy
obsłudze maszyn i urządzeń elektrycznych?





8)

rozróżnić zabezpieczenia w maszynach i urządzeniach elektrycznych?





9)

obsłużyć maszyny i urządzenia elektryczne z zachowaniem zasad ich
bezpiecznej eksploatacji?





10) zastosować procedury postępowania w sytuacjach awaryjnych?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem pytań testowych.
4. Test zawiera 20 pytań o różnym stopniu trudności. I część – poziom podstawowy,

II część - poziom ponadpodstawowy. Są to pytania wielokrotnego wyboru dotyczące
eksploatowania maszyn i urządzeń elektrycznych w przemyśle spożywczym.

5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie, poprzez zaznaczenie prawidłowego

wyboru symbolem X (w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć
kółkiem, a następnie ponownie zakreślić prawidłową).

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Kiedy udzielenie odpowiedzi na któreś z pytań będzie Ci sprawiało kłopot, wtedy odłóż

jego rozwiązanie na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. Może to
dotyczyć pytań na poziomie trudniejszym.

8. Na rozwiązanie testu masz 45 min.

Powodzenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Maszyny przetwarzające energię mechaniczną na elektryczną to:

a) prądnice,

b) silniki,

c) transformatory,

d) elektromagnesy.

2. Nieruchoma część silnika to:

a) wirnik,

b) rotor,

c) stojan,

d) twornik

3. Pomiaru napięcia dokonuje się:

a) amperomierzem,

b) woltomierzem,

c) omomierzem,

d) watomierzem.

4. Najpopularniejszymi silnikami w przemyśle spożywczym są:

a) indukcyjne jednofazowe,

b) synchroniczne jednofazowe,

c) indukcyjne trójfazowe,

d) synchroniczne trójfazowe.

5. Przełącznik gwiazda – trójkąt służy do:

a) zmiany napięcia,

b) zabezpiecza silnik podczas rozruchu,

c) przewodzenia prądu w jednym kierunku,

d) połączenia odbiorników ze źródłem zasilania.

6. Transformatory to maszyny elektryczne służące do:

a) zmiany kierunku prądu,

b) obniżania lub podwyższania natężenia prądu,

c) zabezpieczania silnika podczas rozruchu,

d) obniżania lub podwyższania napięcia prądu.

7. Samoczynne wyłączanie zasilania jest jednym ze sposobów:

a) ochrony przed dotykiem bezpośrednim,

b) ochrony przed dotykiem pośrednim,

c) regulowania natężenia prądu,

d) regulowania napięcia prądu.

8. Podstawowe elementy obwodu elektrycznego to:

a) źródło, odbiornik, przewody, wyłącznik otwarta,

b) źródło, nadajnik, przewody, wyłącznik otwarta,

c) źródło, nadajnik, przewody, wyłącznik zamknięta,

d) źródło, odbiornik, przewody, wyłącznik zamknięta,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

9. Źródło w obwodzie elektrycznym służy do:

a) przetworzenia energii elektrycznej na mechaniczną,

b) przetworzenia energii mechanicznej na elektryczną,

c) połączenia elementów obwodu,

d) wytworzenia różnicy potencjałów.

10. Izolacja podstawowa musi być wykonana z:

a) materiału izolacyjnego trwałego i dającego się łatwo usunąć,

b) materiału izolacyjnego trwałego i nie dającego się usunąć bez zniszczenia,

c) materiału izolacyjnego nietrwałego i dającego się łatwo usunąć,

d) materiału izolacyjnego nietrwałego i nie dającego się usunąć bez zniszczenia.

11. Wiedząc, że ilość wydzielonego ciepła obliczamy ze wzoru: Q = R I

2

t, oblicz jaka ilość

ciepła wydzieli się, jeśli R = 200Ω, I = 10 A, t = 1 minuta.

a) 20 kJ,

b) 200 kJ,

c) 1200 kJ,

d) 2000 kJ.

12. Woltomierze należą do sprzętu:

a) izolacyjnego,

b) wskazującego na obecność napięcia,

c) zabezpieczającego,

d) ostrzegawczego.

13. Zauważyłeś, ze w jednym miejscu przewody są nadmiernie nagrzane. Powinieneś:

a) spróbować ustalić przyczynę,

b) spróbować samemu usunąć ewentualne usterki,

c) zgłosić ten fakt osobom uprawnionym,

d) odnotować ten fakt w dokumentacji.

14. W wyniku awarii pracownik został porażony prądem. Jest przytomny. Będąc świadkiem

wypadku powinieneś:

a) przenieść go w bezpieczne miejsce i umożliwić odpoczynek,

b) spróbować opatrzyć rany i przewieźć do lekarza,

c) spróbować ustalić przyczyny wypadku,

d) poinformować przełożonego.

15. Jeśli rażony znajduje się ciągle pod napięciem należy najpierw:

a) uwolnić go spod napięcia,

b) rozpoznać skutki rażenia i stan jego zdrowia,

c) zastosować właściwą metodę ratowania,

d) wezwać lekarza.

16. Gałęzie obwodu to:

a) punkty łączące drogi przepływu,

b) zbiór dróg przepływu prądu,

c) odcinki drogi prądowej wzdłuż których prąd nie zmienia swojej wartości,

d) zamknięte drogi przepływu prądu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

17. Objawy zaniku oddychania to:

a) brak tętna na dużych naczyniach tętniczych,

b) zwiotczenie mięśni,

c) nierównomierne tętno,

d) stopniowe narastanie sinicy twarzy i paznokci.

18. Wzór ΣI = 0 przedstawia:

a) prawo Ohma dla obwodu rozgałęzionego.

b) prawo Ohma dla obwodu nierozgałęzionego,

c) I prawo Kirchoffa (prądowe)

d) II prawo Kirchoffa

19. Prędkość synchroniczna n

s

jest to:

a) prędkość liniowa wirującego pola magnetycznego,

b) prędkość obrotowa wirującego pola magnetycznego,

c) prędkość obrotów silnika synchronicznego,

d) prędkość wirowania wirnika względem stojana.

20. Zamieszczony obok rysunek przedstawia

[9, s.34]:

a) obwód rozgałęziony prądu stałego,

b) obwód nierozgałęziony prądu stałego,

c) obwód rozgałęziony prądu przemiennego,

d) obwód nierozgałęziony prądu przemiennego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

KARTA ODPOWIEDZI

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

Eksploatowanie maszyn i urządzeń elektrycznych

Zakreśl poprawną odpowiedź

Nr

zadania

Odpowiedź

Punktacja

1.

a

b

c

d

2.

a

b

c

d

3.

a

b

c

d

4.

a

b

c

d

5.

a

b

c

d

6.

a

b

c

d

7.

a

b

c

d

8.

a

b

c

d

9.

a

b

c

d

10.

a

b

c

d

11.

a

b

c

d

12.

a

b

c

d

13.

a

b

c

d

14.

a

b

c

d

15.

a

b

c

d

16.

a

b

c

d

17.

a

b

c

d

18.

a

b

c

d

19.

a

b

c

d

20.

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

6. LITERATURA

1. Augustyniak K., Augustyniak W.: Elektryczność wokół nas. WKiŁ, Warszawa 1994
2. Brudnik E., Moszyńska A., Owczarska B.: Ja i mój uczeń pracujemy aktywnie:

przewodnik po metodach aktywizujących. Zakład Wyd. SFS, Kielce 2000

3. Chochowski A.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1996
4. Chwiej M.: Przemysł rolno - spożywczy – urządzenia. PWN, Warszawa 1984
5. Chwiej M.: Maszynoznawstwo ogólne. PWN, Warszawa 1983
6. Dąbrowski A.: Aparatura i urządzenia techniczne w przemyśle spożywczym. WSiP,

Warszawa 1994

7. Dąbrowski A.: Podstawy techniki w przemyśle spożywczym. WSiP, Warszawa 1999
8. Encyklopedia Techniki. Podstawy techniki. WNT. Warszawa 1974
9. Jabłoński W., Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1999