Test ELM.06 — zestaw 5

Dlaczego tak

Tarcza o dopuszczalnej prędkości mniejszej niż obroty szlifierki może pęknąć, a jej odłamki stanowią poważne zagrożenie; dlatego sprawdza się oznaczenie tarczy, stosuje osłonę i ochronę oczu. Dopasowanie średnicy otworu nie oznacza, że tarcza jest odpowiednia do danej szlifierki.

Dlaczego tak

Styki zaciskane są projektowane do zaciskania określonym narzędziem, które zapewnia właściwą geometrię i siłę zacisku, a tym samym niską rezystancję i odporność na drgania. Szczypce płaskie odkształcają styk nierównomiernie, a skręcone przewody szybko się poluzują.

Dlaczego tak

Uszczelnienia tłoczyska ścierają się przy każdym ruchu i starzeją pod wpływem oleju i temperatury, dlatego producenci oferują zestawy naprawcze. Korpus sterownika i szyna DIN nie zużywają się w normalnej pracy, więc nie są typowymi częściami zamiennymi.

Dlaczego tak

Przekaźniki interfejsowe wymienia się bez odłączania przewodów, wyjmując je z gniazda, ale zawsze po wyłączeniu zasilania; nowy musi mieć to samo napięcie cewki i obciążalność styków. Przekaźnik z cewką na inne napięcie nie zadziała albo spali się.

Dlaczego tak

Zmienne remanentne są zapisywane w pamięci podtrzymywanej, dzięki czemu po zaniku zasilania sterownik zachowuje np. stany liczników detali czy nastawy. Zwykłe zmienne po restarcie przyjmują wartości początkowe, co może oznaczać utratę zliczonej produkcji.

Dlaczego tak

Blok GT (greater than) porównuje IN1 z IN2 i daje TRUE, gdy IN1 > IN2; równość sprawdza blok EQ, a „mniejsze” — blok LT. Porównanie nie dotyczy szybkości zmian, lecz bieżącej wartości w danym cyklu programu.

Dlaczego tak

Bufor diagnostyczny zapisuje zdarzenia i błędy (np. przekroczenie czasu cyklu, błąd konfiguracji modułu), z opisem przyczyny. Wymiana sterownika bez diagnozy jest kosztowna i zwykle nie rozwiązuje problemu, bo przyczyną bywa błąd programu lub konfiguracji.

Dlaczego tak

Konduktancja G = 1/R mówi, jak łatwo przewodnik przewodzi prąd; jednostką jest simens (1 S = 1/Ω). Przewód o rezystancji 0,5 Ω ma więc konduktancję 2 S. Ładunek wyraża się w kulombach, a henr jest jednostką indukcyjności, dlatego pozostałe odpowiedzi opisują inne wielkości.

Dlaczego tak

Natężenie prądu to ładunek przepływający w jednostce czasu: I = Q/t = 50 C / 10 s = 5 A. Wynik 500 A powstaje przez pomnożenie zamiast podzielenia, a 0,2 A przez odwrócenie ilorazu (t/Q).

Dlaczego tak

Węzeł jest miejscem połączenia trzech lub więcej gałęzi — to w nim stosuje się I prawo Kirchhoffa. Oczko to zamknięta droga utworzona z gałęzi, na której stosuje się II prawo Kirchhoffa, a gałąź to odcinek obwodu między dwoma węzłami.

Dlaczego tak

Gałąź tworzą elementy połączone szeregowo między dwoma węzłami, dlatego przez wszystkie płynie ten sam prąd; liczba niewiadomych prądów w obwodzie jest równa liczbie gałęzi. Oczko to zamknięta pętla złożona z kilku gałęzi, a węzeł to punkt ich połączenia — te trzy pojęcia łatwo pomylić, ale opisują różne elementy struktury obwodu.

Dlaczego tak

Nichrom ma rezystywność ok. 60–70 razy większą od miedzi i tworzy ochronną warstwę tlenków, dzięki czemu może pracować rozżarzony. Miedź i srebro mają bardzo małą rezystywność, więc wymagałyby ogromnych długości drutu, a w wysokiej temperaturze szybko się utleniają.

Dlaczego tak

Stal krzemowa jest materiałem magnetycznie miękkim o dużej przenikalności i małych stratach histerezy, a podział rdzenia na izolowane blachy ogranicza prądy wirowe. Miedź i mosiądz nie są ferromagnetykami, więc nie wzmacniają strumienia magnetycznego.

Dlaczego tak

Impedancja Z = √(R² + Xc²) = √(900 + 1600) = 50 Ω, więc I = 230/50 = 4,6 A. Wynik 3,3 A powstaje po arytmetycznym dodaniu R i Xc (70 Ω), co jest błędem, bo napięcia na R i C są przesunięte w fazie o 90° i sumuje się je geometrycznie.

Dlaczego tak

X_L = 2πfL = 2·3,14·50·0,1 ≈ 31,4 Ω. Wynik 5 Ω otrzymuje się, mnożąc tylko f·L bez 2π, a 314 Ω po pomyleniu 0,1 H z 1 H. Reaktancja cewki rośnie wraz z częstotliwością, dlatego przy prądzie stałym wynosi zero.

Dlaczego tak

Z = √(6² + 8²) = 10 Ω, a współczynnik mocy cos φ = R/Z = 6/10 = 0,6. Wartość 0,8 to sin φ, czyli X/Z, a 0,75 to stosunek R/X, mylony z cos φ; współczynnik mocy nie może być większy od 1, więc 1,33 jest na pewno błędne.

Dlaczego tak

W stojanie prądnicy trójfazowej rozmieszczone są trzy uzwojenia przesunięte o 120° elektrycznych; wirujące pole magnetyczne indukuje w nich trzy napięcia sinusoidalne o tej samej wartości i częstotliwości, przesunięte o 1/3 okresu. Przesunięcie o 90° dotyczy układów dwufazowych, które nie są stosowane w sieciach energetycznych.

Dlaczego tak

Napięcie przewodowe (międzyfazowe) jest √3 ≈ 1,73 razy większe od fazowego, co wynika z przesunięcia napięć fazowych o 120°: 230·1,73 ≈ 400 V. Wartość √2 to stosunek wartości szczytowej do skutecznej przebiegu sinusoidalnego, a nie napięć w układzie trójfazowym.

Dlaczego tak

P = √3·U·I·cos φ = 1,73·400·10·0,8 ≈ 5540 W ≈ 5,5 kW. Wynik 3,2 kW powstaje po pominięciu √3 (400·10·0,8), a 9,6 kW po pomnożeniu zamiast √3 przez 3; moc 4,0 kW to wynik bez współczynnika mocy i bez √3.

Dlaczego tak

W połączeniu w trójkąt do każdego przewodu dołączone są dwie fazy odbiornika, a ich prądy przesunięte o 120° sumują się geometrycznie, dając prąd przewodowy √3 razy większy od fazowego. Równość prądów przewodowego i fazowego występuje w połączeniu w gwiazdę — to typowa pomyłka.

Dlaczego tak

Napięcie U = W/Q to różnica potencjałów — praca sił pola przy przeniesieniu ładunku 1 C, wyrażana w woltach (J/C). Ładunek przepływający w jednostce czasu to natężenie prądu, a opór przewodnika to rezystancja, więc te odpowiedzi opisują inne wielkości.

Dlaczego tak

Kondensatory równoległe sumują się: 2 + 2 = 4 µF; połączenie szeregowe dwóch pojemności po 4 µF daje C = 4·4/(4 + 4) = 2 µF. Wynik 8 µF otrzymuje się, sumując wszystkie pojemności jak przy połączeniu równoległym, a 1 µF — traktując cały układ jako szeregowy.

Dlaczego tak

W połączeniu równoległym pojemności sumują się: 10 + 10 + 10 = 30 µF, bo zwiększa się łączna powierzchnia okładzin. Wynik 3,3 µF odpowiada połączeniu szeregowemu (10/3), a 1000 µF to iloczyn pojemności, który nie ma sensu fizycznego.

Dlaczego tak

Indukcja magnetyczna B wyrażana jest w teslach (1 T = 1 Wb/m²). Strumień magnetyczny mierzy się w weberach (Wb), natężenie pola magnetycznego w amperach na metr (A/m), a przenikalność w henrach na metr — mylenie indukcji ze strumieniem jest najczęstszym błędem.

Dlaczego tak

Φ = B·S = 1,2 T · 20·10⁻⁴ m² = 1,2 · 0,002 = 0,0024 Wb = 2,4 mWb. Wynik 24 Wb powstaje po podstawieniu powierzchni w cm² bez przeliczenia na m², a 24 mWb po błędzie przeliczenia o rząd wielkości (1 cm² = 10⁻⁴ m²).

Dlaczego tak

Reluktancja R_m = l/(μ·S) rośnie wraz z długością drogi i maleje wraz z przekrojem i przenikalnością; powietrze ma przenikalność kilka tysięcy razy mniejszą niż stal, więc nawet mała szczelina znacznie zwiększa reluktancję. Większy przekrój i większa przenikalność ją zmniejszają.

Dlaczego tak

Pole pętli histerezy odpowiada energii traconej przy każdym cyklu przemagnesowania; wąska pętla oznacza małe straty i łatwe przemagnesowanie, czyli materiał magnetycznie miękki. Materiały na magnesy trwałe mają szeroką pętlę i dużą koercję, bo mają zachowywać namagnesowanie.

Dlaczego tak

Zgodnie z prawem Faradaya zmiana strumienia magnetycznego w czasie indukuje SEM, na czym opiera się działanie prądnic i transformatorów. Nagrzewanie przewodnika to efekt Joule’a, a przyciąganie ładunków to oddziaływanie elektrostatyczne — oba nie mają związku z indukcją.

Dlaczego tak

Stosunek napięć jest równy stosunkowi liczby zwojów: U2 = U1·N2/N1 = 230·100/1000 = 23 V. Wynik 2300 V powstaje po odwróceniu przekładni, co odpowiadałoby transformatorowi podwyższającemu; transformator nie działa przy prądzie stałym, bo wymaga zmiennego strumienia.

Dlaczego tak

Zgodnie z I prawem Kirchhoffa suma prądów dopływających jest równa sumie odpływających: 3 + 5 = 2 + I, więc I = 6 A. Wynik 10 A powstaje przez dodanie wszystkich prądów bez uwzględnienia kierunków, a 4 A — po odjęciu tylko jednego prądu dopływającego.

Dlaczego tak

Prąd dzielnika I = 12 V / 3 kΩ = 4 mA, a napięcie U2 = I·R2 = 4 mA · 1 kΩ = 4 V; na R1 odkłada się 8 V. Odpowiedź 8 V to napięcie na R1 — pomylenie rezystora, na którym mierzy się napięcie, jest typowym błędem.

Dlaczego tak

Prąd I = E/(Rw + R) = 12/(0,5 + 5,5) = 2 A, a napięcie na zaciskach U = E − I·Rw = 12 − 2·0,5 = 11 V (równe napięciu na odbiorniku 2·5,5 = 11 V). Wartość 12 V byłaby prawdziwa tylko w stanie jałowym, bez prądu, a 1 V to spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej.

Dlaczego tak

Zgodnie z II prawem Kirchhoffa suma napięć odbiorników w oczku równa się napięciu źródła: 24 = 10 + 6 + U, stąd U = 8 V. Wynik 16 V to suma dwóch zmierzonych napięć, a 40 V powstaje po dodaniu napięcia źródła do spadków napięć zamiast ich odjęcia.

Dlaczego tak

W zakresie aktywnym I_C = β·I_B = 100·0,2 mA = 20 mA. Wynik 200 mA powstaje po błędzie o rząd wielkości, a 0,002 mA po podzieleniu zamiast pomnożenia; w nasyceniu prąd kolektora byłby ograniczony przez obwód zewnętrzny, a nie przez β.

Dlaczego tak

Wzmocnienie wzmacniacza odwracającego wynosi ku = −Rf/R1 = −100/10 = −10, więc Uwy = −10·0,2 = −2 V. Odpowiedź +2 V pomija odwrócenie fazy, a +2,2 V to wynik dla wzmacniacza nieodwracającego (1 + Rf/R1 = 11), stosowanego w innym układzie połączeń.

Dlaczego tak

Kondensator ładuje się do wartości szczytowej: 12·√2 ≈ 17 V, pomniejszonej o spadki na dwóch przewodzących diodach mostka (ok. 2·0,7 V), co daje ok. 15,5–15,6 V. Wynik 12 V pomija wartość szczytową, a 10,8 V (0,9·U) to średnia wartość napięcia wyprostowanego bez kondensatora.

Dlaczego tak

Prostokąt to symbol rezystora wg norm europejskich, a ukośna strzałka przez symbol oznacza możliwość regulacji wartości. Bezpiecznik również rysuje się jako prostokąt, ale z linią prowadzoną wzdłuż jego osi — stąd możliwość pomyłki.

Dlaczego tak

Kondensator elektrolityczny ma określoną biegunowość, dlatego w symbolu zaznacza się dodatnią okładzinę znakiem + lub rozróżnia okładziny kształtem. Strzałka przez symbol oznacza kondensator o regulowanej pojemności, a nie elektrolityczny.

Dlaczego tak

Tyrystor ma symbol diody z dodatkową elektrodą — bramką — przy katodzie; impuls bramki włącza jego przewodzenie. Dioda Zenera ma dwie elektrody i załamane końce kreski katody, a diak jest elementem dwukierunkowym bez bramki.

Dlaczego tak

Triak można traktować jak dwa tyrystory połączone przeciwrównolegle ze wspólną bramką; przewodzi w obu półokresach napięcia przemiennego, dlatego steruje się nim np. grzałkami i ściemniaczami. Tyrystor przewodzi tylko w jednym kierunku, co wyklucza go przy pełnookresowym sterowaniu prądem przemiennym.