MINISTERSTWO EDUKACJI
i NAUKI
Eleonora Muszyńska
Analizowanie pracy odbiorników energii elektrycznej
311[08].O3.04
Poradnik dla ucznia
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
0
Recenzenci:
mgr Arkadiusz Sadowski
mgr inż. Anna Tąpolska
Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Katarzyna Maćkowska
Konsultacja:
dr Bożena Zając
Korekta:
mgr inż. Jarosław Sitek
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[08].O3.04
 Analizowanie pracy odbiorników energii elektrycznej zawartego w modułowym programie
nauczania dla zawodu technik elektryk.
Wydawca
Instytut Technologii Eksploatacji  Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
1
SPIS TREÅšCI
3
1. Wprowadzenie
2. Wymagania wstępne 4
3. Cele kształcenia 5
4. Materiał nauczania 6
4.1. UrzÄ…dzenia elektrotermiczne  rodzaje i zastosowanie. Regulacja
temperatury w elektrycznych urzÄ…dzeniach grzejnych 6
4.1.1. Materiał nauczania 6
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 7
4.1.3. Ćwiczenia 7
4.1.4. Sprawdzian postępów 8
4.2. Elektryczne z
ródła światła  rodzaje i parametry. Oprawy oświetleniowe.
Oświetlenie w mieszkaniu i w miejscu pracy 9
4.2.1. Materiał nauczania 9
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 10
4.2.3. Ćwiczenia 11
4.2.4. Sprawdzian postępów 12
4.3. Podstawowe właściwości napędowe silników elektrycznych. Ogólne
zasady doboru silników elektrycznych do maszyn roboczych 13
4.3.1. Materiał nauczania 13
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 17
4.3.3. Ćwiczenia 17
4.3.4. Sprawdzian postępów 18
4.4. Wybrane układy sterowania stycznikowo-przekaz
nikowego. Proste
energoelektroniczne układy napędowe 19
4.4.1. Materiał nauczania 19
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 20
4.4.3. Ćwiczenia 20
4.4.4. Sprawdzian postępów 21
4.5. Instalacje elektryczne  rodzaje i elementy składowe. Przewody i osprzęt
instalacyjny. A
Ä…czniki stosowane w instalacjach elektrycznych 22
4.5.1. Materiał nauczania 22
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 24
4.5.3. Ćwiczenia 24
4.5.4. Sprawdzian postępów 26
4.6. Zabezpieczenia typowych odbiorników energii elektrycznej. Pomiar
energii elektrycznej w instalacji odbiorczej 27
4.6.1. Materiał nauczania 27
4.6.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 29
4.6.3. Ćwiczenia 29
4.6.4. Sprawdzian postępów 31
4.7. Racjonalne gospodarowanie energią elektryczną. Zagrożenia związane
z pracą maszyn i urządzeń elektrycznych 31
4.7.1. Materiał nauczania 31
4.7.2. Pytania sprawdzajÄ…ce 32
4.7.3. Ćwiczenia 33
4.7.4. Sprawdzian postępów 34
5. Sprawdzian osiągnięć 35
6. Literatura 40
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
2
1. WPROWADZENIE
Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy i kształtowaniu umiejętności
z zakresu analizowania pracy odbiorników energii elektrycznej.
Wiadomości i umiejętności z tej dziedziny zostały określone w jednostce modułowej
311[08].O3.04.  Analizowanie pracy odbiorników energii elektrycznej . Jest to jednostka
modułowa zawarta w module  Gospodarowanie energią elektryczną .
W poradniku zamieszczono:
- szczegółowe cele kształcenia,
- materiał nauczania dotyczący poszczególnych tematów,
- pytania sprawdzajÄ…ce,
- ćwiczenia,
- sprawdziany postępów,
- przykładowy zestaw zadań testowych przygotowany dla potrzeb sprawdzenia
efektywności kształcenia.
Jednostka modułowa  Analizowanie pracy odbiorników energii elektrycznej została
podzielona na 7 tematów. Każdy z nich zawiera ćwiczenia i materiał nauczania niezbędny do
ich wykonania.
Przed przystąpieniem do realizacji ćwiczeń odpowiedz na pytania sprawdzające (są one
zamieszczone w każdym rozdziale, po materiale nauczania). Udzielone odpowiedzi pozwolą
Ci sprawdzić, czy jesteś dobrze przygotowany do wykonania zadań.
Po zrealizowaniu każdego tematu możesz sprawdzić swoje osiągnięcia w tym zakresie.
W tym celu odpowiedz sobie na specjalnie przygotowane pytania w sprawdzianie postępów.
Treść programu jednostki modułowej zawiera podstawowe zagadnienia związane
z analizowaniem pracy odbiorników energii elektrycznej. Szczególną uwagę zwróć na
kształtowanie umiejętności analizowania pracy prostej instalacji elektrycznej, wybranych
urządzeń grzejnych i oświetleniowych, prostych układów napędowych oraz na dobór
wybranych urządzeń do warunków pracy i dobór ich zabezpieczeń.
Po zakończeniu realizacji programu jednostki modułowej nauczyciel sprawdzi Twoje
wiadomości i umiejętności za pomocą testu pisemnego. Abyś miał możliwość dokonania
ewaluacji swoich działań, rozwiąż przykładowy test zamieszczony na końcu poniższego
poradnika.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
3
2. WYMAGANIA WST
PNE
Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej 311[08].O3.04  Analizowanie
pracy odbiorników energii elektrycznej powinieneś umieć:
 rozróżniać podstawowe wielkości elektryczne i ich jednostki,
 stosować ważniejsze wzory z zakresu elektrotechniki,
 analizować zjawiska zachodzące w polu elektrycznym i magnetycznym,
 posługiwać się dokumentacją techniczną,
 korzystać z literatury technicznej, podręczników i norm,
 wykorzystywać technologię komputerową i informacyjną,
 pracować w grupie i indywidualnie,
 analizować i wyciągać wnioski,
 oceniać swoje umiejętności,
 uczestniczyć w dyskusji,
 przygotowywać prezentację,
 prezentować siebie i grupę, w której pracujesz,
 stosować różne sposoby przekazywania przygotowanych informacji,
 stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej
i ochrony środowiska.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
4
3. CELE KSZTAA
CENIA
W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:
 rozróżnić podstawowe rodzaje odbiorników energii elektrycznej,
 sklasyfikować elektryczne urządzenia grzejne,
 scharakteryzować wybrane elektryczne urządzenia grzejne,
 dokonać analizy pracy wybranych urządzeń grzejnych,
 sklasyfikować z
ródła światła i oprawy oświetleniowe,
 rozpoznać podstawowe z
ródła światła i oprawy oświetleniowe na eksponatach oraz na
rysunkach,
 scharakteryzować z
ródła światła i oprawy oświetleniowe,
 dobrać silnik do typowej maszyny roboczej,
 dokonać analizy prostych układów sterowania pracą odbiorników,
 rozpoznać elementy składowe instalacji elektrycznej,
 scharakteryzować łączniki stosowane w instalacjach elektrycznych,
 dobrać przewody i osprzęt do wykonania prostej instalacji,
 dokonać analizy pracy prostej instalacji elektrycznej,
 dobrać zabezpieczenie dla typowych odbiorników,
 zaprojektować prostą instalację elektryczną wraz z oświetleniem,
 skorzystać z poradników, materiałów reklamowych, katalogów i norm,
 scharakteryzować zagrożenia związane z pracą maszyn i urządzeń elektrycznych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
5
4. MATERIAA
NAUCZANIA
4.1. UrzÄ…dzenia elektrotermiczne  rodzaje i zastosowanie.
Regulacja temperatury w elektrycznych urzÄ…dzeniach
grzejnych
4.1.1. Materiał nauczania
UrzÄ…dzenia elektrotermiczne (grzejne) sÄ… to urzÄ…dzenia techniczne przeznaczone do
przekształcenia energii elektrycznej w ciepło i wykorzystania go w procesach grzejnych.
Ogólnie w skład elektrycznych urządzeń grzejnych wchodzą:
- człon grzejny,
- człon zasilający wraz z członem przekształcającym energię elektromagnetyczną,
- wyposażenie dodatkowe, będące zespołem urządzeń mechanicznych, elektrycznych,
pomiarowych i regulacyjnych.
Ze względu na metodę grzania urządzenia elektrotermiczne dzielą się na:
" rezystancyjne (oporowe)  energia cieplna wydziela się przy przepływie prądu
elektrycznego przez przewodzące ciała stałe. Zastosowanie: w gospodarstwach
domowych (piece, grzejniki, żelazka itp.), w przemyśle (piece przeznaczone do
hartowania, wyżarzania, odpuszczania, obróbki cieplnej metali, wypalania ceramiki, do
suszenia, odparowywania).
" elektrodowe  energia cieplna wydziela się przy przepływie prądu elektrycznego przez
ciecz (elektrolit), napięcie doprowadzone jest do elektrod zanurzonych w tej cieczy.
Zastosowanie: do nagrzewania masy szklanej w wannach szklarskich, do nagrzewania
wody i wytwarzania pary w kotłach elektrodowych wodnych, do nagrzewania
metalowego wsadu w roztopionej soli.
" Å‚ukowe  z
ródłem energii cieplnej jest łuk elektryczny. Zastosowanie: do topienia na
przykład stopów miedzi, do produkcji karbidu, elektrocementu, żelazostopów.
" indukcyjne  wykorzystują głównie zjawisko prądów wirowych indukowanych
w nagrzewanym metalowym wsadzie. Zastosowanie: do topienia mosiÄ…dzu, brÄ…zu, cynku,
aluminium, stopów aluminium, miedzi, stopów miedzi, do uszlachetniania żeliwa.
" pojemnościowe  wykorzystują zjawisko powstawania strat mocy w dielektryku
umieszczonym w zmiennym polu elektrycznym. Zastosowanie: w przemyśle do
nagrzewania dielektryków, do suszenia drewna, tworzyw termoutwardzalnych, do
pasteryzacji mleka.
" promiennikowe  wykorzystujÄ… energiÄ™ cieplnÄ… wypromieniowanÄ… przez elektryczne
promienniki podczerwieni. Zastosowanie: suszenie powłok wykonanych z farb, lakierów
oraz suszenie papieru, tkanin, skór.
" mikrofalowe  nagrzewanie polega na pochłanianiu przez wsad dielektryczny energii
promieniowania mikrofalowego (2450 ÷ 5800 MHz).
Do regulacji temperatury w elektrycznych urządzeniach grzejnych przemysłowych,
stosuje się różnego rodzaju układy automatyczne, wykorzystujące ujemne sprzężenie zwrotne.
Może to być regulacja ciągła lub skokowa.
W urzÄ…dzeniach elektrotermicznych o mniejszej mocy do regulacji temperatury
stosowane są regulatory, które dokonują załączenia i wyłączenia elementów grzejnych w
oparciu o sygnały przekazywane z urządzeń grzejnych.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
6
4.1.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz rodzaje urządzeń grzejnych?
2. Jakie zjawisko wykorzystywane jest w rezystancyjnych urzÄ…dzeniach grzejnych?
3. Czym różni się piec o nagrzewaniu bezpośrednim od pieca o nagrzewaniu pośrednim?
4. Jaka jest budowa i zasada działania komorowego pieca rezystancyjnego?
5. Jaka jest zasada działania pieca łukowego?
6. Jakie jest zastosowanie nagrzewania pojemnościowego?
7. Jaka jest zasada działania indukcyjnego pieca rdzeniowego?
8. Jakie znasz sposoby regulacji temperatury w urzÄ…dzeniach grzejnych?
4.1.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dokonaj analizy regulacji temperatury w prostym układzie termostatu grzejnika wody,
którego schemat przedstawia rys.1.
1
2
3
4
5
Rys 1. Schemat regulatora grzejnika wody
1  rurka mosiężna, 2  pręt z inwaru (ze stali stopowej), 3  wyłącznik, 4  grzałka, 5  kontrolka
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) omówić działanie termostatu wiedząc, że pod wpływem temperatury rurka mosiężna
zwiększa swoją objętość,
2) wyjaśnić, co oznacza pojęcie  regulacja dwupołożeniowa ,
3) narysować przebieg czasowy mocy i temperatury przy tym sposobie regulacji.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 schemat regulatora grzejnika wody,
 zeszyt ćwiczeń, długopis.
Ćwiczenie 2
Dokonaj analizy działania systemu ogrzewania podłogowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać w różnych z
ródłach informacje na temat:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
7
- zasady działania systemu ogrzewania podłogowego,
- budowy elementów grzejnych i różnych rozwiązań technicznych,
- sposobu montażu,
- doboru elementów systemu,
- poboru mocy,
- sposobu regulacji temperatury,
- zalet ogrzewania podłogowego w stosunku do innych metod ogrzewania pomieszczeń,
- zastosowania kabli grzejnych przy ogrzewaniu schodów, chodników, dachów czy rynien,
2) na podstawie wyszukanych informacji przygotować krótką prezentację,
3) podczas prezentacji zastosować różne sposoby przekazywania przygotowanych
informacji.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 stanowisko z dostępem do Internetu,
 prospekty różnych systemów grzewczych, czasopisma:  Elektroinstalator lub
 Elektro.info .
Ćwiczenie 3
Przeanalizuj budowę i zasadę działania łukowych urządzeń elektrotermicznych i na
podstawie tej analizy scharakteryzuj zagrożenia związane z pracą tych urządzeń.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać informacje związane z budową, działaniem i zastosowaniem pieca łukowego,
2) przeanalizować budowę, działanie i zastosowanie pieca łukowego,
3) zapoznać się z cyklem pracy takiego pieca i z układem regulacji temperatury,
4) ocenić i scharakteryzować możliwe zagrożenia związane z pracą pieca.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 podręczniki (na przykład  Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne A. Musiała),
poradniki elektroenergetyka, czasopisma fachowe, Internet.
 zeszyt ćwiczeń, długopis.
Uwaga: Przedmiotem analizy mogą być różne rodzaje elektrycznych urządzeń grzejnych.
4.1.2. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) sklasyfikować elektryczne urządzenia grzejne?
2) scharakteryzować rezystancyjne urządzenia grzejne?
3) scharakteryzować indukcyjne urządzenia grzejne?
4) scharakteryzować pojemnościowe urządzenia grzejne?
5) scharakteryzować łukowe urządzenia grzejne?
6) dokonać analizy działania pieca rezystancyjnego o nagrzewaniu
pośrednim?
7) dokonać analizy pracy układu regulacji temperatury wybranego
urzÄ…dzenia grzejnego?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
8
4.2. Elektryczne z
ródła światła  rodzaje i parametry. Oprawy
oświetleniowe. Oświetlenie w mieszkaniu i w miejscu pracy
4.2.1. Materiał nauczania
Elektryczne z
ródła światła są to urządzenia przetwarzające energię elektryczną na
światło.
Do podstawowych parametrów charakteryzujących z
ródła światła należy zaliczyć:
- strumień świetlny [lm],
- skuteczność świetlną [lm/W],
- wskaz
nik oddawania barw Ra ( Ra  parametr określający wierność oddawania barw;
Ra = 100  pełna wierność widzenia barw [2] ),
- współczynnik tętnienia,
- luminancję obszaru świecącego [cd/m2],
- trwałość [godz.],
- moc [W],
- pozycję pracy (na przykład pionowo lub poziomo).
Elektryczne z
ródła światła dzielimy na:
a) temperaturowe, na przykład żarówki,
b) wyładowcze (luminescencyjne), na przykład świetlówki (lampy fluorescencyjne), lampy
rtęciowe wysokoprężne, lampy sodowe wysoko- i niskoprężne,
c) temperaturowo wyładowcze, na przykład lampy rtęciowo żarowe.
Tabela 1. Parametry wybranych z
ródeł światła [3, 5]
Skuteczność Trwałość
Moc Wskaz
nik
Lp. Rodzaj z
ródła świetlna (średnia)
W Ra
lm/W h
1 Żarówki standardowe 100 1000
10 ÷ 1500 5 ÷20
2 Żarówki halogenowe 100 2000
5 ÷ 2000 5 ÷30
3 Świetlówki standardowe
20 ÷ 200 40 ÷95 60 ÷95 6000 ÷12000
4 Świetlówki
5 ÷55 50 ÷82 60 ÷95 8000 ÷12000
kompaktowe
5 Rtęciówki
50 ÷ 2000 30 ÷70 25 ÷65 8000 ÷12000
wysokoprężne
6 Lampy rtęciowo-żarowe
100 ÷ 1250 10 ÷30 40 ÷50 4000 ÷ 10000
7 Lampy
30 ÷ 3500 50 ÷125 50 ÷95 1000 ÷10000
metalohalogenkowe
8 Lampy sodowe
35 ÷1000 50 ÷ 150 20 ÷ 85 3000 ÷6000
wysokoprężne
9 Lampy sodowe
15 ÷200 100 ÷ 200 20 3000 ÷ 9000
niskoprężne
10 Lampy indukcyjne ok. 80 ok. 50000
55 ÷85 65 ÷75
Oprawy oświetleniowe zapewniają zamocowanie i zawieszenie z
ródła światła, ochronę
od wpływów zewnętrznych i odpowiednie skierowanie strumienia świetlnego.
Ze względu na stopień ochrony przed porażeniem rozróżniamy następujące klasy opraw
oświetleniowych:
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
9
a) klasa 0  oprawy zwykłe, mające tylko izolację roboczą (mogą mieć izolację wzmocnioną
lub podwójną w części oprawy), nie mają zacisku ochronnego i są wycofywane
z produkcji i eksploatacji,
b) klasa I  oprawy, które mają we wszystkich częściach co najmniej izolację roboczą
i wyposażone w zacisk ochronny w celu połączenia z przewodem ochronnym,
c) klasa II  oprawy, które mają we wszystkich częściach izolację podwójną lub
wzmocnionÄ…. Jest to zalecany rodzaj opraw, oznacza siÄ™ je symbolem .
Podział opraw ze względu na stopień ochrony przed wpływami zewnętrznymi:
a) oprawa kroploszczelna - IPX2
b) oprawa deszczoszczelna - IPX3
c) oprawa bryzgoodporna - IPX4
d) oprawa strugoodporna -IPX5
e) oprawa pyłoszczelna  IP6X
W zależności od zastosowanego typu oprawy rozróżnia się pięć klas oświetlenia
w mieszkaniu i w miejscu pracy:
a) klasa I  oświetlenie bezpośrednie,
b) klasa II  oświetlenie przeważnie bezpośrednie,
c) klasa III  oświetlenie mieszane,
d) klasa IV  oświetlenie przeważnie pośrednie,
e) klasa V  oświetlenie pośrednie.
W pomieszczeniach produkcyjnych stosuje się zwykle oświetlenie bezpośrednie lub
przeważnie bezpośrednie, a przy jasnych ścianach i sufitach oświetlenie mieszane.
Według normy PN-EN 12464 - 1:2004 minimalne średnie natężenie oświetlenia wynosi:
- dla pomieszczeÅ„ mieszkalnych 200 ÷ 300 lx,
- dla Å‚azienek i toalet 100 lx,
- dla kuchni 200 lx,
- dla korytarzy i klatek schodowych 50 ÷100 lx
oraz przykładowo:
- przy precyzyjnych pracach ślusarskich 750 lx,
- podczas montażu samochodów 300 lx,
- w polu operacyjnym chirurga do 1000 lx.
4.2.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz wielkości świetlne i w jakich jednostkach się je wyraża?
2. Jakie znasz rodzaje z
ródeł światła?
3. Jakie dane techniczne pokazujÄ… katalogi z
ródeł światła?
4. Jakie zadania spełniają oprawy oświetleniowe?
5. Jakie znasz podziały opraw oświetleniowych?
6. Jakie czynniki decydują o doborze oprawy oświetleniowej do określonego z
ródła?
7. W jaki sposób stwierdzić prawidłowość oświetlenia pomieszczenia?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
10
4.2.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Korzystając z katalogów z
ródeł światła w wersji książkowej i elektronicznej przygotuj
prezentację na temat:  Porównanie lamp metalohalogenkowych z lampami sodowymi .
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać informacje na temat obu z
ródeł światła,
2) przygotować informacje na temat zasady działania i zastosowania obu z
ródeł,
3) sporządzić zestawienia takich parametrów jak: moc, strumień świetlny, skuteczność
świetlna, trwałość, wskaz
nik oddawania barw,
4) zaprezentować wyniki swojej pracy, wykorzystując różne środki prezentacji, mając czas
na prezentacjÄ™ 10 minut.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 stanowisko z dostępem do Internetu,
 katalogi różnych z
ródeł światła.
Ćwiczenie 2
Do oświetlenia magazynu potrzebnych jest 8 świetlówek o mocy 36 W każda. Dobierz do
nich odpowiednie typy opraw, wiedząc, że mają one spełniać wymogi pyłoszczelności
i strugoszczelności.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać w Internecie lub dostępnych katalogach książkowych producentów opraw do
świetlówek,
2) na podstawie dostępnych informacji o pomieszczeniu wybrać typy opraw,
3) spośród różnych rodzajów dokonać wyboru jednego typu, wybór uzasadnić.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 stanowisko z dostępem do Internetu,
 katalogi różnych z
ródeł światła.
Ćwiczenie 3.
Wiedząc, że wymagane natężenie oświetlenia w pomieszczeniu o powierzchni S = 18m2,
wynosi 200 lx, wyznacz liczbę i moc żarówek niezbędnych do oświetlenia tego
pomieszczenia (przyjmij zaÅ‚ożenie, że · =0,8, k =1,2).
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć strumień świetlny potrzebny do oświetlenia pomieszczenia według
E Å" S Å" k
wzoru:Åš = gdzie: = (0,4 ÷0,8)  sprawność oÅ›wietlenia, k = (1,1 ÷ 1,5)
·
·
współczynnik zapasu,
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
11
2) znając strumień świetlny, dobrać liczbę i moc żarówek głównego szeregu, potrzebnych do
oświetlenia pomieszczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalog żarówek,
 kalkulator, zeszyt ćwiczeń, długopis.
Uwaga: Czas na wykonanie ćwiczenia na zajęciach  30 minut.
4.2.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) wyszukać informacje o z
ródłach świetlnych?
2) scharakteryzować wielkości świetlne?
3) porównać różne z
ródła światła?
4) sklasyfikować oprawy oświetleniowe?
5) dobrać oprawę do określonego z
ródła?
6) określić warunki prawidłowego oświetlenia pomieszczenia?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
12
4.3. Podstawowe właściwości napędowe silników elektrycznych.
Ogólne zasady doboru silników elektrycznych do maszyn
roboczych
4.3.1. Materiał nauczania
Napędem nazywa się doprowadzenie do maszyn i urządzeń energii mechanicznej
warunkującej ich działanie. Najbardziej rozpowszechnionym typem napędu jest napęd
elektryczny, którego zasadniczą częścią składową jest silnik elektryczny.
Silniki elektryczne dzielimy na silniki prądu stałego i prądu przemiennego.
Silniki prądu stałego
obcowzbudne samowzbudne
bocznikowe szeregowe szeregowo-bocznikowe
W silniku bocznikowym uzwojenie wzbudzenia (umieszczone na biegunach stojana) jest
połączone równolegle z uzwojeniem wirnika (twornika), w silniku szeregowym  szeregowo,
a w silniku szeregowo-bocznikowym część uzwojenia wzbudzenia połączona jest szeregowo,
a część równolegle z wirnikiem. Silniki obcowzbudne mają uzwojenie wzbudzenia zasilane
z obcego z
ródła napięcia (do tej grupy zalicza się również silniki, które zamiast uzwojenia
wzbudzającego mają magnesy trwałe).
Silniki prądu stałego stosowane są głównie w przemyśle ciężkim, górnictwie i w trakcji
elektrycznej, w gospodarstwach domowych - w wiertarkach akumulatorowych. Moce tych
silników zawierają się w granicach od kilku W (mikromaszyny) do kilku MW.
Silniki prÄ…du przemiennego
specjalne
jednofazowe
dwufazowe trójfazowe
indukcyjne komutatorowe
asynchroniczne (indukcyjne) synchroniczne
pierścieniowe klatkowe
Jednofazowe silniki prądu przemiennego używane są do napędu elektronarzędzi
i urządzeń gospodarstwa domowego. Produkuje się je na moce do ok. 600W.
Silniki synchroniczne to głównie silniki trójfazowe o mocach od kilku kW do kilku MW
i prÄ™dkoÅ›ci obrotowej w granicach 500 ÷ 3000 obr./min. Stosuje siÄ™ je tam, gdzie mimo zmian
obciążenia wymagana jest stała prędkość obrotowa.
Silniki indukcyjne trójfazowe to obecnie najczęściej stosowane w praktyce silniki
elektryczne. Zdecydowaną większość stanowią wśród nich silniki klatkowe (zwarte), które
mogą być produkowane jako zwykłe (z okrągłymi prętami klatki wirnika), głębokożłobkowe
lub dwuklatkowe. Są one budowane w zakresie mocy od kilku W do kilkuset kW, na napięcie
(0,4 ÷ 6 kV).
Silniki pierścieniowe budowane są w zakresie mocy od około 2kW do kilku MW przy
takich samych napięciach zasilania.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
13
W skład każdego układu napędowego, poza silnikiem, wchodzi maszyna napędzana,
aparatura zasilajÄ…ca, zabezpieczajÄ…ca, rozruchowa, regulacyjna i sterujÄ…ca.
·
Ém1 Ém2
J1 J2
Kierunek przekazywania energii
Rys.2. Schemat prostego układu napędowego [ 1]
J1 - moment bezwładności maszyny napędzającej (silnika)
J2 - moment bezwładności maszyny roboczej
Moment bezwÅ‚adnoÅ›ci , wyrażony w kgÅ"m2, okreÅ›la wzór
GD2
J =
4g
gdzie: G  ciężar w N, D  średnica w m, g  przyspieszenie ziemskie w m/s2
Dobór silnika do maszyny roboczej należy rozpocząć od zebrania danych dotyczących:
- rodzaju maszyny roboczej,
- sposobu jej pracy,
- przebiegu cyklu pracy,
- wymaganego zakresu regulacji prędkości,
- zapotrzebowania mocy,
- występującego przeciążenia,
- momentu rozruchowego,
- warunków pracy maszyny roboczej.
Dobierając silnik elektryczny należy określić szereg wielkości podanych niżej.
1. Rodzaj silnika ze względu na przebieg charakterystyki mechanicznej.
Właściwości napędowe silników elektrycznych ocenić można na podstawie
charakterystyk mechanicznych:
n n
a) b)
M M
n
n
d)
c)
M
M
Rys.3. Charakterystyki mechaniczne wybranych silników [1]
a) silnika bocznikowego
b) silnika szeregowego
c) silnika synchronicznego
d) silnika indukcyjnego
Silniki stosowane w napędach powinny mieć właściwie dobraną charakterystykę
mechanicznÄ… oraz moc znamionowÄ….
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
14
Układ napędowy osiąga stan ustalony przy takiej prędkości, przy której charakterystyka
mechaniczna silnika przecina charakterystykę mechaniczną maszyny napędzanej.
Każde naruszenie równowagi wyprowadza układ ze stanu ustalonego i wywołuje stan
przejściowy. Układ napędowy jest stateczny, jeżeli po wyprowadzeniu go ze stanu
równowagi sam będzie próbował do tego stanu powrócić.
n
Mo
n ust
M
M
Rys. 4. Przykład stabilnego układu napędowego [1]
Mo  moment oporowy maszyny roboczej (napędzanej),
M  moment obrotowy silnika
2. Moc silnika
Moc znamionowa silnika PN jest to moc mechaniczna oddawana przez silnik na wale.
Podstawowy wzór na moc ma postać:
- dla trójfazowych silników prÄ…du przemiennego: PN = 3U I cosÕN· [W lub kW ]
N N
- dla jednofazowych silników prÄ…du przemiennego: PN = U INcosÕN· [ W lub kW ]
N
- dla silników prÄ…du staÅ‚ego: PN = U IN· [ W lub kW ]
N
Moc znamionowa silnika jest to moc, jaką maszyna może wydawać bez przekroczenia
dopuszczalnego nagrzania.
Moc potrzebnÄ… do napÄ™du maszyny roboczej przy staÅ‚ej prÄ™dkoÅ›ci kÄ…towej Éo i momencie
obciążenia Mo oblicza się z zależności
P = MoÅ"Éo,
2Ä„n
przy czym Éo = , gdzie n  prÄ™dkość obrotowa w obr/min
60
Moc znamionową silnika dobiera się z katalogu i powinna ona spełniać warunek:
PN e" P
Gdy silnik napędza maszynę roboczą przez przekładnię, wówczas moc znamionowa
silnika określona jest wzorem:
M Éo
o
PN = ; gdzie ·p - sprawność przekÅ‚adni
·p
3. Moment silnika i prędkość kątowa
Moment silnika musi zapewniać pokonanie momentu statycznego maszyny roboczej
i przeciążeń momentem oraz rozruch w określonym czasie. Moment nie może być zbyt duży,
aby występujące momenty rozruchowe nie powodowały niebezpiecznych dla maszyny
roboczej przeciążeń dynamicznych.
Prędkość silnika powinna być równa lub zbliżona do prędkości maszyny roboczej przy
bezpośrednim sprzęgnięciu wału silnika z wałem maszyny roboczej. Przy sprzężeniu
pośrednim stosunek wymienionych prędkości określa przełożenie przekładni mechanicznej.
4. Wartość napięcia zasilającego i sposób rozruchu
Napięcie znamionowe UN jest to wartość skuteczna napięcia przemiennego (dla maszyn
trójfazowych  międzyprzewodowego) lub wartość napięcia stałego (dla silników prądu
stałego).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
15
Porównanie różnych sposobów rozruchu silników indukcyjnych trójfazowych
klatkowych przedstawia tabela 2.
Tabela 2. Właściwości rozruchowe silników indukcyjnych trójfazowych [5]
Rodzaj rozruchu PrÄ…d Moment
Lp. Właściwości
silnika rozruchowy rozruchowy
Silniki o małej mocy, z trzema
wyprowadzeniami, rozruch pod
Rozruch obciążeniem, duża wartość
1 (4÷8) IN (0,5÷1,5)MN
bezpośredni szczytowa prądu
rozruchowego, duży spadek
napięcia, proste wyposażenie
Silniki z sześcioma
Rozruch przy wyprowadzeniami, rozruch na
pomocy biegu jałowym lub małym
2 przełącznika momencie obciążenia, znaczne
(1,8÷2,6)IN 0,5MN
gwiazda - trójkąt wartości udarowe prądu
i momentu podczas
przełączania uzwojeń
z gwiazdy na trójkąt
Silniki o dużej mocy z trzema
3 Rozruch z użyciem (1,7÷4)IN (0,4÷0,85)MN wyprowadzeniami, znaczne
autotransformatora wartości udarowe prądu
podczas przełączania
Rozruch przez Silniki o dużej mocy z trzema
dołączenie wyprowadzeniami, znaczne
4 4,5 IN (0,5÷0,75)MN
dodatkowej wartości udarowe prądu
rezystancji do podczas przełączania, aparatura
uzwojenia stojana zajmuje dużo miejsca
Rozruch za Silnik z trzema
Nastawialny
pomocą urządzenia Zmienny wyprowadzeniami, niezależne
5 w granicach
do Å‚agodnego (0,15÷1)MN nastawianie charakterystyk
(2÷5)IN
rozruchu podczas zwalniania
i przyspieszania
5. Warunki środowiska i rodzaj konstrukcji
Silniki elektryczne dobiera się tak, aby ich budowa (osłona) była dostosowana do
warunków otoczenia w miejscu ich zainstalowania. Według normy PN-88/E-06705
 Maszyny elektryczne wirujące  stopnie ochrony , oznaczenie stopnia ochrony składa się z
liter IP oraz dwu cyfr, z których pierwsza cyfra wskazuje stopień ochrony osób oraz części
maszyn znajdujących się wewnątrz osłony. Druga cyfra oznacza stopień ochrony przed
dostępem do wnętrza maszyny wody (na przykład symbol IP 44).
Nierozłącznie ze stopniem ochrony związany jest rodzaj budowy maszyn.
Rozróżnia się następujące rodzaje budowy silników:
A -otwarta (IP 00 i IP 10),
B - chroniona (IP 12 i IP 22),
C -okapturzona (IP 23 i IP 33),
Z -zamknięta (IP 44, IP55, IP56),
W -wodoszczelna (IP57 i IP58),
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
16
G - głębinowa (IP 67 i IP 68).
Rodzaj konstrukcji: maszyna kołnierzowa, na łapach, do pracy w położeniu poziomym
lub pionowym.
6. Rodzaj pracy
Znaczna część układów napędowych pracuje przy obciążeniu cyklicznym, zmieniającym
się w czasie. Ważne jest, aby w silniku, podczas pracy układu napędowego nie doszło do
przekroczenia dopuszczalnego przyrostu temperatury.
Z tego względu PN-88/E-06701 wprowadza pojęcie rodzaju pracy maszyny:
- praca ciągła S1,
- praca dorywcza S2,
- praca okresowa S3 ÷ S8,
- praca nieokresowa S9.
Przy podawaniu w danych znamionowych maszyny jej mocy, należy zawsze określić
rodzaj pracy, na jaki maszyna przy tej mocy została zaprojektowana.
4.3.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie znasz rodzaje silników elektrycznych?
2. Co, poza silnikiem, wchodzi w skład układu napędowego?
3. Dlaczego przebieg charakterystyki mechanicznej ma znaczenie przy projektowaniu układu
napędowego?
4. Jaki związek z pracą układu napędowego ma stopień ochrony IP?
5. Jaki związek z pracą układu napędowego ma rodzaj pracy silnika (ciągła czy okresowa)?
6. Jak dobiera się silnik ze względu na moc?
4.3.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dobierz z katalogu silników indukcyjnych niskiego napięcia maszynę, która może
napędzać urządzenie odbiorcze o mocy 4,8 kW, prędkości kątowej 300 rad/s. (bez
przekładni), w sposób ciągły, w pozycji poziomej i na odkrytym powietrzu.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) dobrać silnik ze względu na moc pamiętając, że PN e" P,
2) dobrać silnik ze wzglÄ™du na prÄ™dkość kÄ…towÄ… É lub obrotowÄ… n,
3) dobrać typ silnika ze względu na warunki i sposób pracy,
4) podać typ silnika, wybór uzasadnić.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalogi silników indukcyjnych niskiego napięcia,
 zeszyt ćwiczeń, długopis.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
17
Ćwiczenie 2
Wyznacz moc znamionową silnika indukcyjnego trójfazowego, wiedząc, że moment
oporowy maszyny roboczej wynosi M = 380 N·m, a prÄ™dkość kÄ…towa maszyny roboczej
napÄ™dzanej bez przekÅ‚adni wynosi É= 100 rad/s.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć moc P odpowiadającą momentowi oporowemu i prędkości z warunków zadania.
2) znając moc, dobrać z katalogu silnik przyjmując warunek PN e" P.
PN
3) obliczyć moment znamionowy silnika M = .
N
ÉN
4) wyznaczyć przeciążalność momentem i porównać z danymi katalogowymi.
Wyposażenie stanowiska pracy:
- katalogi silników indukcyjnych niskiego napięcia,
- zeszyt ćwiczeń, długopis, kalkulator.
Ćwiczenie 3
Dobierz moc znamionową silnika indukcyjnego do napędu bębna przenośnika
taśmowego wiedząc, że prędkość taśmy wynosi vo = 2 m/s. Siła, jaką trzeba przyłożyć na
obwodzie bÄ™bna wynosi Fo = 3000 N, a sprawność przekÅ‚adni ·p = 0,95.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć moc zapotrzebowaną przez maszynę roboczą korzystając
Fovo
z zależności: P = ,
·p
2) dobrać silnik korzystając z warunku: PNe" P,
3) zaprezentować wyniki obliczeń.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalogi silników indukcyjnych,
 zeszyt ćwiczeń, długopis, kalkulator.
4.3.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) rozpoznać rodzaj silnika na podstawie jego charakterystyki
mechanicznej?
2) omówić właściwości silnika na podstawie jego charakterystyki
mechanicznej?
3) wskazać przeznaczenie silnika na podstawie danych z tabliczki
znamionowej?
4) wyznaczyć moment obrotowy silnika?
5) skorzystać z katalogów przy doborze silnika?
6) dobrać silnik do typowej maszyny roboczej?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
18
4.4. Wybrane układy sterowania stycznikowo  przekaz
nikowego.
Proste energoelektroniczne układy napędowe
4.4.1. Materiał nauczania
Działanie stycznikowo  przekaz
nikowych układów sterowania przedstawiane jest na
schematach ideowych obwodów głównych oraz schematach obwodów sterowania.
Schematy obwodów głównych przedstawiają część energetyczną układu, a więc sieć
zasilajÄ…cÄ…, Å‚Ä…czniki dokonujÄ…ce manipulacji, maszyny elektryczne oraz punkty pomiarowe
wielkości kontrolowanych w układzie.
Schematy obwodów sterowania przedstawiają strukturę logiczną oraz informacyjną, która
decyduje o działaniu łączników manipulacyjnych przedstawionych na schemacie obwodów
głównych. Informacje o stanie układu napędowego są wprowadzane do obwodów sterowania
za pomocą styków pomocniczych (zwiernych i rozwiernych), łączników i przekaz
ników.
Ważniejsze symbole stosowane w schematach układów stycznikowo-przekaz
nikowych
przedstawia rys.5:
lub zestyk zwierny
zestyk rozwierny
bezpiecznik
cewka stycznika
wyzwalacz cieplny
cewka przekaz
nika z opóz
nionym działaniem
zestyk łącznika o napędzie ręcznym z samoczynnym powrotem, zwierny
zestyk łącznika o napędzie ręcznym z samoczynnym powrotem, rozwierny
zestyk zwierny, zwiera z opóz
nieniem przy uruchamianiu
Rys. 5. Wybrane symbole stosowane w układach sterowania [5]
Układy napędowe, w których wprowadzono półprzewodnikowe przyrządy mocy nazywa
się energoelektronicznymi układami napędowymi. W skład układu energoelektronicznego
wchodzą najczęściej trzy podzespoły: przekształtnik, pulpit sterowania, silnik napędowy.
Do przekształtnika doprowadzona jest energia z sieci zasilającej (zwykle z sieci
o częstotliwości 50 Hz). W przekształtniku energię elektryczną o parametrach U1, I1, f1
przetwarza się na energię elektryczną o parametrach U2, I2, f2. Przekształcona energia jest
doprowadzona do silnika napędzającego maszynę roboczą, realizującą odpowiedni proces
technologiczny.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
19
 U1, I1, f1 przekształtnik U2, I2, f2
silnik maszyna
elektryczny robocza
układ
pomiaru
układ
prÄ…du
pomiaru
prędkości
elektroniczny
układ sterujący
Sygnał sprzężenia zwrotnego
Sygnał zadający prędkość
Rys. 6. Schemat blokowy typowego energoelektronicznego układu napędowego [1]
4.4.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jaką rolę w układach sterowania spełnia stycznik?
2. Do czego służą przekaz
niki?
3. Jakich informacji dostarcza schemat siłowy (obwodów głównych)?
4. Jakich informacji dostarcza schemat obwodów sterowania?
5. Co rozumiesz przez określenie  energoelektroniczny układ napędowy?
6. Jakie zadania spełniają współczesne energoelektroniczne układy napędowe?
4.4.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dokonaj analizy działania układu stycznikowo-przekaz
nikowego, realizujÄ…cego rozruch
silnika indukcyjnego pierścieniowego przy dwóch stopniach rozrusznika (rys.7):
L1 L2 L3
L1 S11 N
S12 K1
K2 K3 T
K1
K1
T
PT1
K3
PT2
K2
M
~
PT1
K2
PT2
K3
K3
K1 K3
K2
Rys. 7. Układ sterowania silnika indukcyjnego pierścieniowego
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
20
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) rozpoznać wszystkie symbole przedstawione na rysunku,
2) wskazać obwód siłowy i obwód sterowania,
3) opisać działanie układu wiedząc, że przekaz
niki PT1 i PT2 to przekaz
niki czasowe,
stycznik K1 Å‚Ä…czy uzwojenia stojana z sieciÄ…, a styczniki K2 i K3 zwierajÄ… kolejne stopnie
rozrusznika.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 zeszyt do ćwiczeń, długopis.
Ćwiczenie 2
Obserwując sposób uruchomienia silnika obcowzbudnego za pośrednictwem prostownika
sterowanego, wyjaśnij, jakie funkcje pełni prostownik w tym układzie.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyjaśnić, jaka jest znamionowa wartość napięcia zasilającego ten silnik.
2) wyjaśnić, jakie mogą być z
ródła takiego napięcia,
3) uzasadnić, dlaczego podczas rozruchu ustawiono najpierw mniejszą wartość napięcia
i stopniowo podwyższano ją aż do napięcia znamionowego,
4) wskazać wady i zalety tego układu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 układ przekształtnikowy do zasilania silnika prądu stałego.
4.4.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) dokonać analizy pracy prostych układów sterowania pracą silnika?
2) wyjaśnić jakich informacji dostarcza schemat układu siłowego,
a jakich układu sterowania?
3) wyjaśnić rolę różnych elementów wchodzących w skład układów
sterowania?
4) zaprojektować prosty układ sterowania stycznikowego?
5) zanalizować pracę prostego energoelektronicznego układu
napędowego?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
21
4.5. Instalacje elektryczne  rodzaje i elementy składowe.
Przewody i osprzęt instalacyjny. A
Ä…czniki stosowane
w instalacjach elektrycznych
4.5.1. Materiał nauczania
Instalacjami elektrycznymi nazywa się zespół urządzeń, aparatów, osprzętu
elektrotechnicznego niskiego napięcia, których celem jest zapewnienie odbiorcom ciągłej
dostawy energii elektrycznej, o zadowalającej jakości, w sposób niezawodny i całkowicie
bezpieczny.
Instalację elektryczną w budynku (mieszkalnym lub przemysłowym) tworzą złącza,
wewnętrzne linie zasilające (wlz), rozdzielnice i instalacje odbiorcze w pomieszczeniach.
Złącze jest to urządzenie usytuowane zwykle w linii ogrodzenia lub na zewnętrznej
ścianie budynku. Służy ono do wykonania połączenia przyłącza z instalacją odbiorczą.
Połączenie to może być wykonane jako bezpośrednie lub za pośrednictwem wewnętrznej linii
zasilającej. Złącze zawiera główne zabezpieczenie całej instalacji elektrycznej.
Wewnętrzna linia zasilająca jest to odcinek instalacji o stałym przekroju, łączący złącze
z tablicą rozdzielczą, z której zasila się poszczególne instalacje odbiorcze. Wewnętrzna linia
zasilająca może być linią kablową lub napowietrzną albo też obwodem instalacji elektrycznej.
Rozdzielnica jest to urządzenie wykonane najczęściej w postaci skrzynki lub szafki,
zasilane jedną linią za pośrednictwem urządzenia pomiarowego (licznika), w którym
następuje rozdział energii pomiędzy poszczególnych odbiorców.
Instalacja odbiorcza jest to zespół elementów i podzespołów poprowadzonych
z rozdzielnicy i służących bezpośrednio do zasilania odbiorników energii elektrycznej.
sieć elektroenergetyczna
3 4 5
L
przyłącze
2
1
Rys. 8. Elementy składowe instalacji elektrycznej [z
ródło własne]
L  licznik, 1  złącze, 2  wlz, 3  tablica rozdzielcza, 4  zabezpieczenia, 5  punkty odbioru
Ze względu na rodzaj obiektu, w którym wykonuje się instalację rozróżniamy:
- instalacje w budownictwie mieszkaniowym oraz w budownictwie komunalnym,
- instalacje w biurach, w przemyśle, w rolnictwie,
- instalacje specjalnego wykonania (np. w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem).
Ze względu na rodzaj odbiorników energii elektrycznej rozróżniamy:
- instalacje jednofazowe (do zasilania obwodów oświetleniowych oraz gniazd
wtyczkowych ogólnego zastosowania),
- instalacje trójfazowe (do zasilania silników lub innych odbiorników trójfazowych).
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
22
Przewody elektryczne są to elementy obwodu elektrycznego (części składowe instalacji),
których zadaniem jest połączenie z
ródła energii elektrycznej z odbiornikiem.
Rodzaj przewodu elektrycznego rozpoznaje siÄ™ na podstawie jego oznaczenia literowo-
cyfrowego. Oznaczenie takie zawiera trzy zasadnicze elementy:
- kod literowy,
- napięcie znamionowe izolacji,
- liczbę i przekrój żył.
Tabela 3. Oznaczenia przewodów instalacyjnych [w oparciu o 4]
Lp. Rodzaj budowy lub przeznaczenie Oznaczenie
1 Konstrukcja żył przewodu:
a) żyły jednodrutowe D
b) żyły wielodrutowe (linki) L
2 Materiał żyły (przed symbolem konstrukcji żyły):
a) miedz
brak oznaczenia
b) aluminium A
c) żelazo F
3 Materiał izolacji żyły (po symbolu konstrukcji żył):
a) polwinit Y
b) polietylen X
c) guma G
4 Powłoka ( przed symbolem materiału żył):
a) polietylenowa X
b) polwinitowa Y
5 Dodatkowe oznaczenia przeznaczenia lub budowy:
a) wtynkowy t
b) o wzmocnionej izolacji polwinitowej d
c) płaski p
d) uzbrojony u
e) odporny na wpływy atmosferyczne a
f) płaski do przyklejania pp
g) z linką nośną n
h) żyła ochronna z izolacją żółto-zieloną żo
6 Dodatkowe oznaczenia przewodów kabelkowych:
a) powłoka ołowiana K
b) okrągły o
c) opancerzony stalową taśmą t
7 Sznur mieszkaniowy ( pierwsze litery ) SM
8 Izolacja sznura:
a) gumowa brak oznaczenia
b) polwinitowa Y
9 Przewód oponowy mieszkaniowy ( pierwsze litery ) OM
10 Przewód oponowy warsztatowy ( pierwsze litery ) OW
A
ączniki instalacyjne to elementy składowe instalacji umożliwiające wykonywanie
czynności łączeniowych w obwodach elektrycznych  mają one za zadanie załączać
i wyłączać prądy robocze.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
23
a) b) c)
d) e) f)
g) h) i)
Rys. 9. Wybrane symbole łączników instalacyjnych [4,5]
a) Å‚Ä…cznik jednobiegunowy, b) Å‚Ä…cznik dwubiegunowy, c) Å‚Ä…cznik schodowy,
d) łącznik świecznikowy, e) łącznik grupowy, f) łącznik krzyżowy
g) gniazdo ze stykiem ochronnym, h) gniazdo telekomunikacyjne, i) przyciski
Informacje na temat zasad wykonywania instalacji elektrycznych: sposobu montażu
przewodów, łączników i wypustów oświetleniowych odnalez
ć można w pozycjach 2, 3, 4
w spisie literatury.
4.5.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Z jakich podstawowych elementów składa się każda instalacja elektryczna?
2. Jakie odbiorniki wchodzą najczęściej w skład instalacji odbiorczej?
3. Gdzie należy zainstalować licznik energii?
4. Jak zabezpiecza siÄ™ instalacje za, a jak przed licznikiem?
5. Ile obwodów instaluje się w mieszkaniu?
6. Ile wypustów oświetleniowych można przyłączyć do jednego obwodu?
7. Ile gniazd wtyczkowych można przyłączyć do jednego obwodu?
8. Jaki osprzęt wolno instalować w łazienkach?
9. Jakie rodzaje łączników najczęściej stosuje się w mieszkaniach?
4.5.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Rozpoznaj przewody instalacyjne na podstawie oznaczeń literowo-cyfrowych:
a) YDYp 5x2,5 mm2 450/750 V
b) YLY 3x2,5 mm2 0,6/1 kV
c) LGs 1x0,75 500 V
d) SMYp 2x1 mm2
e) OWY 5x2,5 mm2
f) LgYd 1x4 mm2 450/750 V
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
24
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) rozpoznać rodzaj przewodu na podstawie oznaczenia literowo-cyfrowego,
2) opisać właściwości przewodu na podstawie oznaczenia literowego,
3) wskazać zastosowanie każdego rozpoznanego przewodu.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 długopis, zeszyt ćwiczeń.
Ćwiczenie 2
Rozpoznaj przewody instalacyjne na podstawie ich wyglÄ…du.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) rozpoznać rodzaj przewodu na podstawie wyglądu,
2) podać oznaczenie literowo-cyfrowe rozpatrywanego przewodu,
3) wskazać przeznaczenie przewodów.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 skrzynka zawierająca odcinki przewodów instalacyjnych (co najmniej 10),
 długopis, zeszyt ćwiczeń.
Ćwiczenie 3
Dokonaj analizy sterowania oświetleniem za pomocą łącznika schodowego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) narysować symbol łącznika schodowego i podać jego przeznaczenie,
2) narysować jednoliniowy i wieloliniowy schemat połączeń, a następnie na tej podstawie
dokonać analizy działania układu,
3) sprawdzić działanie łącznika (załączanie i wyłączanie lamp) na specjalnie w tym celu
przygotowanej prostej instalacji elektrycznej.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 podręcznik lub poradnik z zakresu instalacji elektrycznych,
  ściana z zamontowaną instalacją natynkową (z łącznikami schodowymi i z
ródłem
światła).
Uwaga: Uczniowie pracując w grupach dwuosobowych, powinni dokonywać analizy
działania różnych łączników instalacyjnych.
Ćwiczenie 4
Zaprojektuj prostą instalację elektryczną wraz z oświetleniem, mając do dyspozycji
podkład budowlany obiektu.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
25
Sposób wykonania ćwiczenia (projektu)
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) przypomnieć sobie wiadomości na temat:
- budowy, rodzajów, właściwości przewodów instalacyjnych,
- zasad układania przewodów,
- definicji przyłącza złącza i wlz,
- zasad zabezpieczania instalacji,
- sposobów łączenia przewodów w puszkach,
2) prześledzić (na podstawie dostępnych z
ródeł informacji) rozwój instalatorstwa
elektrycznego na przestrzeni ostatnich kilku lat,
3) sporządzić pierwszą stronę do projektu,
4) skonsultować się z nauczycielem,
5) zapoznać się ze sposobem rysowania planów i schematów instalacji elektrycznych,
6) zgromadzić niezbędne materiały i przybory,
7) opracować szczegóły działania,
8) narysować plan i schemat prostej instalacji elektrycznej,
9) wykonać konieczne obliczenia,
10) zaprezentować i obronić projekt.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 komputer z dostępem do Internetu i oprogramowaniem umożliwiającym rysowanie
planów i schematów,
 katalogi przewodów, łączników i zabezpieczeń,
 kalkulator, przybory kreślarskie.
Uwaga: Czas na wykonanie projektu  dwa tygodnie.
4.5.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) rozpoznać elementy składowe instalacji elektrycznej?
2) scharakteryzować łączniki stosowane w instalacjach elektrycznych?
3) dobrać przewody do wykonania prostej instalacji elektrycznej?
4) dobrać osprzęt do wykonania prostej instalacji elektrycznej?
5) zaprojektować prostą instalację elektryczną wraz z oświetleniem?
6) skorzystać z poradników, przepisów i norm podczas projektowania?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
26
4.6. Zabezpieczenia typowych odbiorników energii
elektrycznych. Pomiar energii elektrycznej w instalacji
odbiorczej
4.6.1. Materiał nauczania
Zabezpieczenia silników elektrycznych
Zgodnie z PN-89/E-05012   Dobór silników elektrycznych i ich instalowanie. Ogólne
wymagania i odbiór techniczny , każdy silnik elektryczny na napięcie do 1 kV musi być
wyposażony w różne zabezpieczenia. Do podstawowych zabezpieczeń zaliczamy:
a) zabezpieczenie zwarciowe, które chroni przed skutkami zwarć w uzwojeniach silnika
i przewodach doprowadzajÄ…cych prÄ…d do maszyny. Do zabezpieczenia stosuje siÄ™
bezpieczniki topikowe lub wyłączniki samoczynne.
b) zabezpieczenie przeciążeniowe, które chroni przed skutkami przeciążenia uzwojeń silnika
prÄ…dem powodujÄ…cym przekroczenie temperatury dopuszczalnej dla klasy izolacji
uzwojenia. Do zabezpieczania stosujemy wyzwalacze termobimetalowe, czujniki
temperatury, urzÄ…dzenia elektroniczne.
c) zabezpieczenie zanikowe lub podnapięciowe, które chroni przed skutkami ponownego
włączenia napięcia. Do zabezpieczania stosujemy wyzwalacze pdnapięciowe, cewki
sterujące styczników, specjalne urządzenia elektroniczne.
Przy doborze wkładki topikowej bezpiecznika uwzględniamy następujące wielkości:
a) prÄ…d znamionowy silnika (podawany na tabliczkach znamionowych, obliczony ze wzoru
PN
IN = albo też obliczony ze wzoru uproszczonego IN = 2 Å" PN ),
3U INcosÕN·
N
b) prąd rozruchu silnika Ir, zależny od konstrukcji silnika i od sposobu rozruchu:
Ir =k Å"I , gdzie kr  współczynnik rozruchu.
r N
Tabela 4. Wartości współczynnika rozruchu kr [5]
Lp. Rodzaj silnika indukcyjnego kr
1 Klatkowy o rozruchu bezpośrednim 5  7 (zwykle kr=6 )
2 Klatkowy z przełącznikiem gwiazda trójkąt 1,8  2,5 (zwykle kr=2 )
3 Pierścieniowy z rozrusznikiem 1,4  2,0 (zwykle kr=1,5 )
Ir
c) prąd znamionowy wkładki topikowej obliczony ze wzoru: IbN e"
Ä…
ą  współczynnik zależny od częstości i rodzaju rozruchu dobrany z tabeli 5.
Tabela 5. Wartości współczynnika ą [6]
Częstość rozruchów
Kilka na dobę Więcej niż kilka na dobę
Rodzaj rozruchu
Wkładka o działaniu
szybkim zwłocznym szybkim zwłocznym
Lekki Mh=(0÷0,3)MN 2,5 3,0 2,0 2,5
Åšredni Mh=(0,3÷0,6) MN 2,0 2,5 1,8 2,0
Ciężki Mh=(0,6÷1,0) MN 1,6 1,6 1,5 1,5
Mh  moment hamujÄ…cy silnika w czasie rozruchu
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
27
Zabezpieczenie silników łącznikami samoczynnymi
Wyzwalacze lub przekaz
niki elektromagnesowe działające bezzwłocznie nastawia się na
prąd według wzoru:
Iwe e" 1,2 Å" Irmax gdzie: Irmax - max wartość prÄ…du rozruchowego silnika.
PrÄ…d nastawczy wyzwalaczy lub przekaz
ników przeciążeniowych wyznacza się
z zależności:
Iwc = (1,05 -1,1) Å" INM gdzie: INM - prÄ…d znamionowy silnika.
Zabezpieczenia instalacji elektrycznej
Przewody i kable służące do zasilania odbiorników mogą być narażone na przetężenia
powodowane zwarciami i przeciążeniami. Dla zabezpieczenia przewodów w instalacjach
elektrycznych przed skutkami zwarć i przeciążeń stosuje się urządzenia zabezpieczające,
powodujące samoczynne wyłączenia zasilania w danym obwodzie.
Zasady zabezpieczania przewodów i kabli określa norma PN-IEC 60364.
Charakterystyka działania urządzenia zabezpieczającego przewody od przeciążeń powinna
spełniać warunki:
IB d" IN d" IZ oraz Ia d" 1,45Å" IZ
gdzie:
IB  prąd obliczeniowy (roboczy obwodu lub znamionowy prąd odbiornika, jeżeli z danego
obwodu jest zasilany pojedynczy odbiornik,
Ia - prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego,
IZ  obciążalność prądowa długotrwała przewodu,
Ia = k·IN , k  krotność prÄ…du znamionowego,
k = 1,45 dla wyłączników nadprądowych o charakterystyce B, C, D,
k = 1,6 ÷2,1 dla wkÅ‚adek bezpiecznikowych.
Zabezpieczenie zwarciowe powinno być tak dobrane, aby przerwanie prądu zwarciowego
nastąpiło, zanim wystąpi niebezpieczeństwo uszkodzenia instalacji.
W celu zapewnienia skutecznej ochrony człowieka przed dotykiem pośrednim
w instalacjach o układzie sieci TN i napięciu znamionowym 230/400V zaleca się stosować
samoczynne wyłączenie zasilania w określonym czasie.
W praktyce ochrona przez zastosowanie samoczynnego wyłączenia zasilania realizowana
jest przez:
a) wyłączniki nadprądowe,
b) wyzwalacze elektromagnetyczne,
c) bezpieczniki topikowe.
Aby warunek skuteczności samoczynnego wyłączenia zasilania był spełniony w układach
sieci TN musi zachodzić zależność:
Uo
ZS d"
Ia
gdzie: Zs  impedancja pętli zwarciowej
Uo  napięcie znamionowe względem ziemi
Ia  prąd powodujący szybkie odłączenie zasilania
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
28
Pomiar energii elektrycznej w instalacji odbiorczej
1
2
L
N do instalacji odbiorczej
PE
Rys. 8. Schemat podłączenia licznika jednofazowego [3]
1  cewka prÄ…dowa licznika, 2  tablica rozdzielcza
Pomiar energii elektrycznej w instalacjach odbiorczych realizuje się metodą bezpośrednią
lub pośrednią  za pomocą liczników energii. Najczęściej są to liczniki indukcyjne ( jedno-
lub trójfazowe). Cewki liczników (napięciowe i prądowe) połączone są podobnie jak
w watomierzach.
4.6.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. W jakie podstawowe rodzaje zabezpieczeń powinien być wyposażony każdy silnik
elektryczny?
2. W jaki sposób zabezpiecza się silniki przed skutkami zwarć?
3. W jaki sposób zabezpiecza się silniki przed skutkami przeciążeń?
4. Jakie znasz sposoby zabezpieczania instalacji elektrycznych?
5. Czym różni się wyłącznik nadprądowy o charakterystyce B od wyłącznika
o charakterystyce C?
6. Jak zabezpiecza się instalacje przed skutkami przepięć?
4.6.3. Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Dobierz znamionowy prąd wkładki bezpiecznikowej do silnika indukcyjnego klatkowego
o mocy PN=5 kW, UN=400 V, rozruchu lekkim, ale częstym i współczynniku rozruchu kr = 6.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć prąd znamionowy silnika IN,
2) obliczyć prąd rozruchu Ir,
3) obliczyć prąd wkładki bezpiecznikowej Ib,
4) dobrać wkładkę przyjmując warunek IbN e" Ib.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalogi lub tablice z danymi znamionowymi wkładek bezpiecznikowych,
 zeszyt ćwiczeń, kalkulator, długopis.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
29
Ćwiczenie 2
Korzystając z informacji zawartych w podręcznikach oraz dostępnych katalogach
wyszukaj informacje na temat rodzajów i zastosowania samoczynnych wyłączników
nadprÄ…dowych.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) dokonać analizy zasady budowy i działania wyłączników,
2) na podstawie przebiegu charakterystyk czasowo-prądowych wyjaśnić, czym różnią się
wyłączniki o charakterystyce B, C i D,
3) wyjaśnić, jakie zastosowanie mają wyłączniki o charakterystyce B, C, D,
4) zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalogi wyłączników nadprądowych, podręczniki, poradniki,
 zeszyt ćwiczeń, długopis.
Ćwiczenie 3
Dobrać zabezpieczenie nadprądowe obwodu jednofazowego, którego spodziewane
obciążenie wynosi P = 1100 W, cosĆ = 1.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć rzeczywisty prąd płynący w obwodzie,
2) korzystając z katalogu, dobrać odpowiedni wyłącznik, zwracając uwagę na wartość prądu
znamionowego oraz przebieg charakterystyki czasowo-prÄ…dowej,
3) podać symbol wyłącznika i jego parametry.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalogi wyłączników nadprądowych,
 zeszyt ćwiczeń, długopis.
Uwaga: czas na wykonanie ćwiczenia  10 minut.
Ćwiczenie 4
Zapotrzebowanie na moc w instalacji 230/400 V, zgłoszone do zakładu energetycznego
wynosi P = 12 kW. Przyjmując współczynnik jednoczesności k = 0,8 oraz współczynnik
mocy cosĆ = 0,8 dobierz wartość znamionową prądu zabezpieczenia głównego.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) obliczyć wartość mocy szczytowej,
2) obliczyć rzeczywistą wartość prądu,
3) dobrać wartość zabezpieczenia.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 katalogi bezpieczników i wyłączników nadprądowych,
 zeszyt ćwiczeń, długopis.
Uwaga: czas na wykonanie ćwiczenia  10 minut.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
30
4.6.4. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) dobrać zabezpieczenia zwarciowe do silników indukcyjnych?
2) dobrać zabezpieczenia przeciążeniowe do silników indukcyjnych?
3) wskazać przeznaczenie wyłącznika nadprądowego na podstawie jego
symbolu literowo cyfrowego?
4) dokonać analizy przebiegu charakterystyki czasowo-prądowej
wyłącznika nadprądowego?
5) dobrać zabezpieczenie do obwodu oświetleniowego?
6) dobrać zabezpieczenie do obwodów gniazd jedno i trójfazowych?
4.7. Racjonalne gospodarowanie energią elektryczną. Zagrożenia
związane z pracą maszyn i urządzeń elektrycznych
4.7.1. Materiał nauczania
Racjonalne gospodarowanie energiÄ… elektrycznÄ… polega na takim prowadzeniu
eksploatacji maszyn i urządzeń, aby straty eksploatacyjne, związane z marnotrawstwem i złą
konserwacją urządzeń, były jak najmniejsze.
W celu zmniejszenia strat mocy i energii elektrycznej należy podejmować zarówno
działania inwestycyjne, jak i eksploatacyjne.
Do metod inwestycyjnych oszczędzania energii w instalacjach elektrycznych zaliczamy:
- budowę nowych linii oraz zwiększanie przekrojów przewodów i kabli,
- instalowanie baterii kondensatorów do poprawy współczynnika mocy,
- wymianę transformatorów na jednostki o mniejszych stratach,
- stosowanie urządzeń energooszczędnych.
Do eksploatacyjnych metod zmniejszenia strat należą:
- utrzymanie możliwie wysokiego poziomu napięcia,
- stosowanie racjonalnych schematów układów sieciowych,
- opracowanie harmonogramów pracy zapewniających zmniejszenie poboru mocy
w okresie obciążeń szczytowych,
- wykorzystanie urządzeń o korzystniejszych wskaz
nikach zużycia energii,
- bieżąca kontrola zużycia energii,
- właściwa konserwacja urządzeń,
- ograniczenie pracy jałowej silników,
- kontrola dotrzymania właściwych parametrów procesu technologicznego.
W przypadku urządzeń i instalacji oświetleniowych wyróżnić można następujące metody
oszczędzania energii elektrycznej:
- stosowanie z
ródeł światła o wysokiej skuteczności świetlnej i wysokiej sprawności,
- systematyczne czyszczenie opraw,
- dzielenie oświetlenia na strefy i stosowanie oświetlenia mieszanego.
Najczęstsze zagrożenia związane z pracą maszyn i urządzeń przedstawia tabela 6.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
31
Tabela 6. Zagrożenia związane z pracą maszyn i urządzeń elektrycznych [z
ródło własne]
Wykonywane czynności Zagrożenia Środki zabezpieczające
Prace przy urządzeniach Zestarzała lub uszkodzona Znajomość i stosowanie
elektrycznych: wiertarki, izolacja, zwarcia do środków ochrony
pilarki, spawarki metalowych obudów, przeciwporażeniowej przed
poparzenia łukiem dotykiem bezpośrednim
elektrycznym, rozpryskami i pośrednim, wykonywanie
metalu przy spawaniu, prac na polecenie,
zdejmowanie osłon, brak nadzorowanie pracowników
nadzoru
Układanie przewodów Zagrożenie porażeniem prądem Stosowanie znaków
instalacyjnych i kabli elektrycznym, brak ostrzegawczych, możliwość
elektroenergetycznych, koncentracji, uwagi, odpoczynku i spożywania
zabezpieczanie instalacji, porozrzucane narzędzia, ciasne posiłków, stosowanie
usuwanie zakłóceń, i wilgotne pomieszczenia, sprzętu ochronnego,
pomiary napięć trudne warunki środowiskowe zachowanie porządku
i obciążeń, remonty niestosowanie sprzętu i dyscypliny na budowie,
instalacji ochronnego, prace przy nie znajomość słownictwa,
wyłączonym zasilaniu fachowych oznaczeń
i symboli
Obsługa elektrycznych Hałas i wibracja, Stosowanie słuchawek
urządzeń napędowych trwałe przeciążenia lub ochronnych, skrócenie czasu
nadmierne nagrzewanie, pracy na danym stanowisku,
zewnętrzne uszkodzenia eksploatacja wykonywana
mechaniczne, zgodnie z instrukcjÄ…
z
le zaprojektowana lub eksploatacyjnÄ…,
wykonana ochrona systematyczne oględziny
przeciwporażeniowa i przeglądy maszyn
i możliwość porażenia prądem i urządzeń
Obsługa elektrycznego Wykorzystywanie urządzeń Wykorzystywanie urządzeń
sprzętu gospodarstwa w sposób niezgodny z jego zgodnie z ich
domowego przeznaczeniem, przeznaczeniem,
z
le zabezpieczone instalacje dbanie o dobry stan
(naprawianie bezpieczników), instalacji i właściwą ochronę
naprawianie urządzeń przeciwporażeniową,
o II klasie ochronności. nienaprawianie urządzeń
II klasy ochronności
4.7.2. Pytania sprawdzajÄ…ce
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
1. Jakie odbiorniki w Twoim domu pobierają najwięcej energii elektrycznej?
2. Czy odbiorca energii może mieć wpływ na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej?
3. Jakie czynności należy wykonać przed uruchomieniem elektrycznych urządzeń
napędowych?
4. Jakie napisy i oznaczenia powinny być umieszczone na urządzeniach napędowych?
5. Kiedy należy wstrzymać ruch urządzenia elektrycznego?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
32
4.7.3 Ćwiczenia
Ćwiczenie 1
Przeprowadz
bilans energii elektrycznej i pokaż, jaki procent energii zużytej w Twoim
domu stanowi energia pobierana przez poszczególne odbiorniki energii elektrycznej.
WykorzystujÄ…c sporzÄ…dzony bilans, opracuj projekt najbardziej ekonomicznego
gospodarowania energiÄ… elektrycznÄ….
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wyszukać w różnych z
ródłach informacje potrzebne do wykonania projektu,
2) obliczyć zużycie energii na podstawie wskazań licznika,
3) obliczyć moc i energię elektryczną na podstawie tabliczki znamionowej urządzeń
elektrycznych,
4) oszacować czas pracy poszczególnych urządzeń,
5) przygotować bilans energii,
6) przygotować propozycje oszczędzania energii,
7) zaprezentować wyniki swojej pracy.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 komputer z dostępem do Internetu,
 tabliczki znamionowe lub instrukcje urządzeń odbiorczych,
 kalkulator, długopis.
Czas na samodzielne opracowanie projektu  1 tydzień.
Ćwiczenie 2
Określ zagrożenia na stanowisku pracy, przy montażu i uruchamianiu instalacji
elektrycznych niskiego napięcia.
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:
1) wskazać czynności wykonywane podczas montażu i uruchamianiu instalacji i urządzeń
elektrycznych,
2) określić niebezpieczne czynniki fizyczne występujące podczas pracy,
3) wyjaśnić, co to jest elektryczność statyczna i jakie stwarza zagrożenie,
4) ocenić, jak wpływają na organizm człowieka: hałas, wibracje i złe oświetlenie,
5) wyjaśnić, jakie zagrożenia występują przy pracy w pomieszczeniach zagrożonych
pożarem i wybuchem oraz jak ich uniknąć,
6) sporządzić zestawienie możliwych zagrożeń i skutecznych środków zapobiegawczych.
Wyposażenie stanowiska pracy:
 zeszyt do ćwiczeń, długopis.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
33
4.7.3. Sprawdzian postępów
Czy potrafisz: Tak Nie
1) scharakteryzować straty energii elektrycznej w procesie użytkowania
energii elektrycznej?
2) omówić metody oszczędzania energii elektrycznej?
3) wskazać zagrożenia na stanowisku pracy, przy obsłudze maszyn
i urządzeń elektrycznych?
4) scharakteryzować zagrożenia związane z pracą maszyn i urządzeń
elektrycznych?
5) określić skuteczne środki zabezpieczające przed zagrożeniami
związanymi z pracą urządzeń elektrycznych?
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
34
5. SPRAWDZIAN OSI
GNI
Ć
INSTRUKCJA DLA UCZNIA
1. Przeczytaj uważnie instrukcję  masz na tę czynność 5 minut.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartÄ™ odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test składa się z 20 zadań dotyczących analizowania pracy odbiorników energii
elektrycznej.
5. Na rozwiązanie wszystkich zadań masz 40 minut.
6. Odpowiedzi udzielaj wyłącznie na załączonej karcie odpowiedzi.
7. Wszystkie zadania to zadania wielokrotnego wyboru. Zawierają cztery możliwe
odpowiedzi, z których tylko jedna jest poprawna. Zaznacz poprawną odpowiedz
,
zaczerniając właściwe pole w karcie odpowiedzi. Jeśli się pomyliłeś, to otocz błędną
odpowiedz
kółkiem i zaznacz nową odpowiedz
.
8. W niektórych zadaniach, udzielenie prawidłowej odpowiedzi wymaga wykonania
pomocniczych obliczeń (możesz wykorzystać kalkulator).
9. Pamiętaj, że pracujesz samodzielnie.
10. Możesz uzyskać maksymalnie 20 punktów.
11. Po zakończeniu testu podnieś rękę i zaczekaj, aż nauczyciel odbierze od Ciebie pracę.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
35
ZESTAW ZADAC
TESTOWYCH
1. Jednostką skuteczności świetlnej jest:
a) lumen (lm),
b) lumen na wat (lm/W),
c) kandela (cd),
d) kandela na metr kwadratowy (cd/m2).
2. Przedstawiony na rys.1 symbol oznacza:
a) łącznik krzyżowy,
b) Å‚Ä…cznik schodowy,
c) Å‚Ä…cznik grupowy,
d) Å‚Ä…cznik dwubiegunowy. Rys. 1
3. Do wykonania obwodów gniazd jednofazowych w budynku mieszkalnym stosujemy
przewody:
a) YDYp 3x 1,5 mm2,
b) YDYp 3x2,5 mm2,
c) YADYp 3x2,5 mm2,
d) YLY 3x1,5 mm2.
4. Oprawy oświetleniowe klasy II mają:
a) we wszystkich częściach izolację roboczą, ale nie mają zacisku ochronnego,
b) we wszystkich częściach izolację roboczą i mają zacisk ochronny,
c) w niektórych częściach izolację wzmocnioną lub podwójną, ale nie mają zacisku
ochronnego,
d) we wszystkich częściach izolację wzmocnioną lub podwójną.
5. Lampa metalohalogenkowa jest lampÄ…:
a) sodową niskoprężną,
b) sodową wysokoprężną,
c) rtęciową wysokoprężną,
d) rtęciowo  żarową.
6. Odbiornik przedstawiony na rys. 2 symbolem graficznym to:
a) kuchnia elektryczna,
b) pralka elektryczna,
c) elektryczna zmywarka do naczyń,
Rys. 2
d) telewizor.
7. Rezystancyjny piec komorowy ma:
a) komorę grzejną w kształcie wanny,
b) długą komorę grzejną, w której wsad ładowany jest na początku komory,
a wyładowywany na końcu otworem wylotowym,
c) prostopadłościenną komorę grzejną z drzwiami na ścianie przedniej, przez które wsad
jest ładowany i wyładowywany,
d) komorę grzejną z odsuwaną górną pokrywą, przy czym ponad poziom podłogi wystaje
tylko górna część pieca.
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
36
8. Nagrzewanie indukcyjne wykorzystuje siÄ™ do:
a) suszenia drewna,
b) wypalania powłok lakierniczych,
c) produkcji grafitu,
d) topienia metalu.
9. Nagrzewanie pojemnościowe wykorzystuje wydzielanie się energii cieplnej w:
a) dielektrykach umieszczonych w stałym polu elektrycznym,
b) przewodnikach umieszczonych w stałym polu elektrycznym,
c) dielektrykach umieszczonych w zmiennym polu elektrycznym,
d) przewodnikach umieszczonych w zmiennym polu elektrycznym.
10. Stopnie ochrony obudów maszyn, aparatów i urządzeń oznacza się symbolem:
a) RO,
b) SI,
c) IP,
d) ON.
11. Temperatura pracy żarnika lampy żarowej wynosi około:
a) 2500 oC,
b) 3600 oC,
c) 250 oC,
d) 1000 oC.
12. Wymagane minimalne natężenie oświetlenia podczas pracy przy przeciętnych
wymaganiach wzrokowych (np. w sali lekcyjnej) wynosi:
a) 100 lx,
b) 200 lx,
c) 300 lx,
d) 400 lx.
13. Moment znamionowy silnika indukcyjnego określa zależność:
a) MN = PN‡ÉN,
b) MN = PN / ÉN,
c) MN = ÉN / PN,
d) MN = PN‡ s.
14. Wyzwalacz elektromagnesowy wyłącznika o charakterystyce B powinien zadziałać
w czasie ok. 0,1 s przy prÄ…dzie w zakresie:
a) (3 ÷ 5) IN,
b) (5 ÷ 10) IN,
c) (10 ÷ 20) IN,
d) (20 ÷ 30) IN.
15. Element składowy instalacji elektrycznej
przedstawiony na rys.3 to:
a) szafka licznikowa,
b) tablica mieszkaniowa,
c) wewnętrzna linia zasilająca,
d) złącze.
Rys. 3
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
37
16. W silniku indukcyjnym o mocy PN = 0,8 kW, UN = 400 V, cosĆ = 0,83 i sprawności
· = 76% prÄ…d znamionowy IN wynosi:
a) 3,2 A,
b) 1,8 A,
c) 0,8 A,
d) 4,8 A.
17. Znamionowy prąd wkładki bezpiecznikowej w silniku klatkowym o mocy 4 kW,
IN = 8,5 A, Ir / IN = 7, na napięcie 400 V, o rozruchu lekkim, ale częstym (ą = 2,5) wynosi:
a) 23 A,
b) 25 A,
c) 32 A,
d) 50 A.
18. Układ sterowania przedstawiony na rys. 4 to:
a) ręczny układ do rozruchu silnika klatkowego metodą gwiazda  trójkąt,
b) samoczynny układ do rozruchu silnika klatkowego metodą gwiazda  trójkąt,
c) ręczny układ do rozruchu silnika indukcyjnego pierścieniowego,
d) samoczynny układ do rozruchu silnika indukcyjnego pierścieniowego.
19. Układ sterowania przedstawiony na rys. 4 uruchamia się przyciskiem oznaczonym
symbolem:
a) K5,
b) K2,
c) S12,
d) S11.
20. Symbol K4 przedstawiony na rys. 4 oznacza:
a) cewkÄ™ stycznika,
b) przekaz
nik czasowy,
c) zabezpieczenie termiczne,
d) zabezpieczenie zwarciowe.
Rys. 4
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
38
KARTA ODPOWIEDZI
ImiÄ™ i nazwisko & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Analizowanie pracy odbiorników energii elektrycznej
Zaznacz poprawnÄ… odpowiedz

Nr zadania Odpowiedz
Punkty
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
39
6. LITERATURA
1. Januszewski S., Pytlak A., Rosnowska-Nowaczyk M., Świątek H.: Napęd elektryczny.
WSiP, Warszawa 1997
2. Laskowski J.: Poradnik elektroenergetyka przemysłowego. COSiW SEP, Warszawa 2000
3. Musiał E.: Instalacje i urządzenia elektroenergetyczne. WSiP, Warszawa 1998
4. Pazdro K., Wolski A.: Instalacje elektryczne w budynkach mieszkalnych. WN-T,
Warszawa 1999
5. Podręcznik dla elektryków, zeszyt 1i 2 COSiW SEP, Warszawa 2004
6. Stein Z.: Maszyny i napęd elektryczny. WSiP, Warszawa 1989
 Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
40