Λύσεις — Ενότητα 3.1: Εναλλακτήρας – Ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος (σελ. 203-206) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Ενότητα 3.1: Εναλλακτήρας – Ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος (σελ. 203-206) – ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Ενότητα 3.1: Εναλλακτήρας - Ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος (σελ. 203-206)

Λύσεις των 42 ερωτήσεων της ενότητας 3.1 (= κεφάλαιο 3): 22 ανοιχτές και 20 πολλαπλής επιλογής.

Ερώτηση 1 — Τρόποι λήψης ημιτονοειδούς Η.Ε.Δ.· τι προκαλεί σε κλειστό κύκλωμα

Ερώτηση: Mε ποιους τρόπους μπορούμε να πάρουμε Η.Ε.Δ. από επαγωγή, ημιτονοειδούς μορφής; Τι προκαλεί αυτή αν κλείσουμε το ηλ. κύκλωμα;

Απάντηση:

Δύο τρόποι (σελ. 166): ① όταν ένα πλαίσιο (σπείρα) περιστρέφεται μέσα σε σταθερό μαγνητικό πεδίο έτσι ώστε να τέμνει τις μαγνητικές γραμμές — στα άκρα του αναπτύσσεται από επαγωγή εναλλασσόμενη Η.Ε.Δ. ημιτονοειδούς μορφής (εναλλακτήρες με εξωτερικούς πόλους)· ② το ίδιο αποτέλεσμα έχουμε αν, αντί για τους αγωγούς, περιστρέφεται το μαγνητικό πεδίο, δηλαδή οι μαγνητικοί πόλοι, γύρω από ακίνητο πλαίσιο (σχ. 3.2 — εναλλακτήρες με εσωτερικούς πόλους): οι μαγνητικές γραμμές «τέμνουν» τους αγωγούς.
Αν κλείσουμε το κύκλωμα — συνδέοντας στα άκρα του πλαισίου, μέσω δακτυλιδιών και ψηκτρών, ένα ηλεκτρικό φορτίο R (π.χ. λαμπτήρα) — η Η.Ε.Δ. e δίνει μια εναλλασσόμενη ημιτονοειδή τάση u και από αυτήν ένα εναλλασσόμενο ρεύμα i της ίδιας μορφής, που βρίσκονται σε φάση (για ωμικό φορτίο) (σχ. 3.3, σελ. 167) — η τάση είναι η αιτία και το ρεύμα το αποτέλεσμα. Σε κάθε πλήρη περιστροφή έχουμε έναν κύκλο εναλλαγής των μεγεθών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Είτε περιστρέφοντας το πλαίσιο σε σταθερό πεδίο, είτε περιστρέφοντας τους πόλους (πεδίο) γύρω από ακίνητο πλαίσιο· με κλειστό κύκλωμα (φορτίο R μέσω δακτυλιδιών-ψηκτρών) η Η.Ε.Δ. δίνει εναλλασσόμενη ημιτονοειδή τάση u και ρεύμα i ίδιας μορφής (σε φάση).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι δύο τρόποι + τάση και ρεύμα σε κλειστό κύκλωμα.

Ερώτηση 2 — Τι ονομάζουμε Ε.Ρ.· ποιο χρησιμοποιείται στην πράξη (μορφή)

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε εναλλασσόμενο ρεύμα (Ε.Ρ.); Ποιο Ε.Ρ. χρησιμοποιείται στη πράξη; (Σχεδιάστε τη μορφή του).

Απάντηση:

Εναλλασσόμενο ρεύμα (Ε.Ρ.) ονομάζουμε το ρεύμα του οποίου η ένταση (και η τάση που το προκαλεί) μεταβάλλεται περιοδικά σε σχέση με τον χρόνο t ή τη γωνία περιστροφής φ, αλλάζοντας φορά σε κάθε μισή περίοδο — παίρνει θετικές τιμές στη μισή περίοδο και αρνητικές στην άλλη μισή (σελ. 167-168). Παράγεται από τις γεννήτριες Ε.Ρ. (εναλλακτήρες), ως αποτέλεσμα της περιστροφής τυλίγματος μέσα σε μαγνητικό πεδίο.
Στην πράξη χρησιμοποιείται το Ε.Ρ. ημιτονοειδούς μορφής (ημιτονικό): i = Im·ημωt και u = Um·ημωt — το «βιομηχανικό» Ε.Ρ. για φωτισμό και κίνηση, με συχνότητα 50 Hz στην Ευρώπη (περίοδος 20 ms). Το βιβλίο ξεκαθαρίζει ότι όταν λέμε «εναλλασσόμενο ρεύμα» εννοούμε πάντα το ημιτονικό (σελ. 169). Σχέδιο (σχ. 3.4): άξονας χρόνου t (ή φάσης φ = ωt) και άξονας έντασης i· μια ημιτονοειδής καμπύλη που ξεκινά από το 0, ανεβαίνει στη μέγιστη +Im στο π/2 (T/4 = 5 ms για 50 Hz), επιστρέφει στο 0 στο π (T/2 = 10 ms), κατεβαίνει στην −Im στα 3π/2 (15 ms) και ξανά στο 0 στα 2π (T = 20 ms) — ένας κύκλος που επαναλαμβάνεται· σημειώνονται T, +Im, −Im και οι δύο ημιπερίοδοι (θετική/αρνητική).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ε.Ρ. = ρεύμα (και τάση) που μεταβάλλεται περιοδικά με τον χρόνο αλλάζοντας φορά κάθε μισή περίοδο· στην πράξη το ημιτονικό i = Im·ημωt, 50 Hz· μορφή: ημιτονοειδής καμπύλη 0 → +Im (T/4) → 0 (T/2) → −Im (3T/4) → 0 (T = 20 ms).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ορισμός + ημιτονικό 50 Hz + περιγραφή της καμπύλης με T, Im.

Ερώτηση 3 — Βασικά χαρακτηριστικά του ημιτονοειδούς Ε.Ρ.

Ερώτηση: Ποια τα βασικά χαρακτηριστικά του Ε.Ρ. (ημιτονοειδούς μορφής);

Απάντηση:

Τα κύρια χαρακτηριστικά του ημιτονικού Ε.Ρ. είναι (σελ. 167-169): ① η περίοδος T (χρόνος ενός κύκλου, s) και η συχνότητα f (κύκλοι ανά δευτερόλεπτο, Hz), αντίστροφα μεγέθη T = 1/f· ② η γωνία φάσης (φάση) φ — η γωνία που δείχνει τη θέση του Ε.Ρ. σε μια συγκεκριμένη στιγμή — και η κυκλική συχνότητα ω — η μεταβολή της φάσης στη μονάδα του χρόνου, φ = ω·t, ω = 2π·f (rad/s, 314 rad/s για 50 Hz)· ③ η στιγμιαία τιμή i (η τιμή σε τυχαία στιγμή, i = Im·ημωt), η μέγιστη τιμή Im (πλάτος — η μεγαλύτερη θετική/αρνητική τιμή) και η ενεργός τιμή Iεν = 0,707·Im (η ισοδύναμη τιμή Σ.Ρ. με το ίδιο θερμικό αποτέλεσμα, που μετρούν τα όργανα). Τα ίδια χαρακτηριστικά έχει και η εναλλασσόμενη τάση (u = Um·ημωt, Uεν = 0,707·Um).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Περίοδος και συχνότητα (T = 1/f)· γωνία φάσης και κυκλική συχνότητα (φ = ωt, ω = 2πf)· στιγμιαία (i = Im·ημωt), μέγιστη (Im) και ενεργός τιμή (0,707·Im).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι τρεις ομάδες χαρακτηριστικών με τις σχέσεις.

Ερώτηση 4 — Περίοδος, συχνότητα και μονάδες

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε περίοδο και τι συχνότητα Ε.Ρ.; Ποιές οι μονάδες τους;

Απάντηση:

Περίοδος T ονομάζουμε τον χρόνο στον οποίο συμπληρώνεται ένας κύκλος, δηλαδή μια πλήρης μεταβολή του Ε.Ρ. (μια θετική και μια αρνητική εναλλαγή) — μετριέται σε δευτερόλεπτα (s) ή υποπολλαπλάσια (ms). Συχνότητα f ονομάζουμε τον αριθμό των κύκλων στο δευτερόλεπτο — μετριέται σε κύκλους/δευτερόλεπτο = Hertz (Hz). Είναι αντίστροφα μεγέθη: T = 1/f και f = 1/T (3.1, σελ. 168). Παράδειγμα: το βιομηχανικό Ε.Ρ. της Ευρώπης έχει f = 50 Hz (50 κύκλοι, 100 εναλλαγές ανά δευτερόλεπτο) και T = 1/50 = 0,02 s = 20 ms· η αντίστοιχη κυκλική συχνότητα ω = 2πf = 314 rad/s.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Περίοδος = χρόνος ενός πλήρους κύκλου (s)· συχνότητα = κύκλοι ανά δευτερόλεπτο (Hz)· T = 1/f (50 Hz → 20 ms).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο ορισμοί + μονάδες + σχέση.

Ερώτηση 5 — Η τιμή που χρησιμοποιούμε στην πράξη και πώς υπολογίζεται

Ερώτηση: Ποια τιμή των εναλλασσόμενων μεγεθών χρησιμοποιούμε στη πράξη; Πώς υπολογίζεται αυτή;

Απάντηση:

Επειδή το Ε.Ρ. μεταβάλλεται ημιτονικά και δεν έχει σταθερό μέτρο, στην πράξη χρησιμοποιούμε την ενεργό τιμή (Iεν, Uεν) (σελ. 169). Ορισμός: ενεργός τιμή Ε.Ρ. είναι η τιμή του Σ.Ρ. που, αν περνούσε μέσα από έναν ωμικό καταναλωτή για χρόνο t, θα έδινε το ίδιο θερμικό αποτέλεσμα με αυτό που δίνει το Ε.Ρ. περνώντας από τον ίδιο καταναλωτή στον ίδιο χρόνο — ισοδύναμη τιμή Σ.Ρ. Υπολογισμός για ημιτονικό Ε.Ρ.: \( I_{εν} = \frac{I_m}{\sqrt{2}} = 0{,}707 \cdot I_m \) (3.5) και ομοίως \( U_{εν} = 0{,}707 \cdot U_m \) (3.7) — από τη μέγιστη τιμή επί τον σταθερό συντελεστή 1/√2. Π.χ. η τάση 230 V του δικτύου είναι ενεργός, με μέγιστη Um = 230/0,707 ≈ 325 V. Τα όργανα μέτρησης μετρούν πάντα ενεργές τιμές, γι' αυτό ο δείκτης «εν» παραλείπεται.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Την ενεργό τιμή = η τιμή Σ.Ρ. με το ίδιο θερμικό αποτέλεσμα σε ωμικό καταναλωτή· Iεν = Im/√2 = 0,707·Im, Uεν = 0,707·Um· τα όργανα μετρούν ενεργές τιμές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ενεργός τιμή, ορισμός με το θερμικό αποτέλεσμα + 0,707·Im.

Ερώτηση 6 — Τι είναι ο εναλλακτήρας· διάκριση και χαρακτηριστικά

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε εναλλακτήρα; Πώς διακρίνονται οι εναλλακτήρες και ποια τα χαρακτηριστικά τους;

Απάντηση:

Εναλλακτήρες ονομάζουμε τις σύγχρονες γεννήτριες Ε.Ρ. — τις μηχανές που μετατρέπουν τη μηχανική (κινητική) ενέργεια της κινητήριας μηχανής (πετρελαιομηχανή, ατμο-/υδροστρόβιλος) σε ηλεκτρική ενέργεια με τη μορφή ημιτονοειδούς Ε.Ρ. (σελ. 165, 169). Κύρια χαρακτηριστικά όλων: η διέγερσή τους τροφοδοτείται με Σ.Ρ. (από τη διεγέρτρια, γεννήτρια Σ.Ρ. στον ίδιο άξονα ή μικρό αυτοδιεγειρόμενο εναλλακτήρα) και η συχνότητα του ρεύματος που παράγουν είναι ανάλογη της ταχύτητας περιστροφής (f = p·ns/60) — γι' αυτό λέγονται σύγχρονες (αντίθετα με τις σπάνιες ασύγχρονες γεννήτριες, με διέγερση Ε.Ρ. και συχνότητα ανεξάρτητη της ταχύτητας, π.χ. ανεμογεννήτριες).
Διάκριση ανάλογα με τη διάταξη των μαγνητικών πόλων της διέγερσης: α) εναλλακτήρες με εξωτερικούς (σταθερούς) πόλους — πόλοι στον στάτη, τύμπανο στον δρομέα, Ε.Ρ. μέσω δακτυλιδιών-ψηκτρών· μόνο μικρές ισχείς/Χ.Τ.· β) εναλλακτήρες με εσωτερικούς (περιστρεφόμενους) πόλους — πόλοι στον δρομέα, τύμπανο στον στάτη, Ε.Ρ. κατευθείαν από τους ακροδέκτες· μεγάλες τάσεις/ισχείς (μικρές ταχύτητες, μεγάλη διάμετρος — υδροηλεκτρικοί)· ειδικός τύπος οι στροβιλοεναλλακτήρες (κυλινδρικός δρομέας, μεγάλες ταχύτητες, θερμικοί σταθμοί). Επίσης, κατά τον αριθμό τυλιγμάτων: μονοφασικοί, διφασικοί, τριφασικοί (σήμερα σχεδόν αποκλειστικά 3~ εσωτερικών πόλων).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εναλλακτήρας = σύγχρονη γεννήτρια Ε.Ρ. (μηχανική → ηλεκτρική, ημιτονοειδές)· χαρακτηριστικά: διέγερση με Σ.Ρ. (διεγέρτρια), συχνότητα ανάλογη της ταχύτητας· διάκριση: εξωτερικών πόλων (μικρές ισχείς, δακτυλίδια) / εσωτερικών πόλων (μεγάλες τάσεις) + στροβιλοεναλλακτήρες· 1~/3~.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ορισμός + δύο χαρακτηριστικά + διάκριση.

Ερώτηση 7 — Αρχή λειτουργίας εναλλακτήρων με εσωτερικούς πόλους

Ερώτηση: Ποια η αρχή λειτουργίας των εναλλακτήρων με εσωτερικούς πόλους;

Απάντηση:

Είναι γενικά ίδια με των εναλλακτήρων με εξωτερικούς πόλους (και των γεννητριών Σ.Ρ.): ηλεκτρομαγνητική επαγωγή — Η.Ε.Δ. αναπτύσσεται όταν αγωγοί και μαγνητικές γραμμές έχουν σχετική κίνηση. Η διαφορά: στους εναλλακτήρες με εσωτερικούς πόλους οι αγωγοί του τυλίγματος είναι ακίνητοι — βρίσκονται στο επαγωγικό τύμπανο του στάτη — και περιστρέφονται οι μαγνητικοί πόλοι (ο δρομέας) και μαζί τους το μαγνητικό πεδίο. Έτσι οι μαγνητικές γραμμές «τέμνουν» τους αγωγούς (και όχι οι αγωγοί τις γραμμές), με το ίδιο αποτέλεσμα: εναλλασσόμενη ημιτονοειδής Η.Ε.Δ. και τάση (σελ. 171). Το Σ.Ρ. της διέγερσης των πόλων διοχετεύεται μέσω ψηκτρών και δακτυλιδιών στον άξονα του δρομέα (μικρό ρεύμα), ενώ το παραγόμενο Ε.Ρ. λαμβάνεται κατευθείαν από τους ακροδέκτες της μηχανής (σχ. 3.6) — χωρίς να περνά από ψήκτρες. Με ολόκληρο τύλιγμα (ομάδες, συγκροτήματα σε σειρά) η συνολική Η.Ε.Δ. είναι λίγο μικρότερη από το άθροισμα των Η.Ε.Δ. των ομάδων. Η συχνότητα f = p·ns/60.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ίδια αρχή (επαγωγή), αλλά ακίνητοι αγωγοί στον στάτη και περιστρεφόμενοι πόλοι/πεδίο στον δρομέα — οι γραμμές τέμνουν τους αγωγούς· Σ.Ρ. διέγερσης μέσω ψηκτρών-δακτυλιδιών, Ε.Ρ. απευθείας από τους ακροδέκτες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Επαγωγή + ακίνητοι αγωγοί/περιστρεφόμενοι πόλοι + πού μπαίνει το Σ.Ρ. και πού βγαίνει το Ε.Ρ.

Ερώτηση 8 — Σχέση συχνότητας, ζευγών πόλων και ταχύτητας

Ερώτηση: Πώς συνδέονται μεταξύ τους η συχνότητα της παραγόμενης Η.Ε.Δ., τα ζεύγη πόλων και η ταχύτητα περιστροφής εναλλακτήρα;

Απάντηση:

Οι εναλλακτήρες είναι σύγχρονες μηχανές: η συχνότητα των τάσεων του στάτη βρίσκεται σε συγχρονισμό με την ταχύτητα του δρομέα — για ένα ζεύγος πόλων μία περιστροφή = ένας κύκλος· με p ζεύγη πόλων κάθε περιστροφή δίνει p κύκλους (η συχνότητα είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της ταχύτητας). Ανεξάρτητα από τον τύπο του εναλλακτήρα (σελ. 172): \( f = \frac{p \cdot n_s}{60} \) (Hz) (3.8), όπου p ο αριθμός των ζευγών μαγνητικών πόλων και ns οι στροφές ανά λεπτό. Αντίστροφα, η σύγχρονη ταχύτητα που απαιτείται για δεδομένη συχνότητα: \( n_s = \frac{60 \cdot f}{p} \) (στρ/min) ή f/p (στρ/s). Για 50 Hz (πίνακας 3.1): p = 1 → 3000 στρ/min, p = 2 → 1500, p = 3 → 1000, p = 4 → 750, p = 5 → 600, p = 6 → 500, p = 10 → 300. Παραδείγματα: εξαπολικός (p = 3) στις 1000 στρ/min → 50 Hz· για 250 στρ/min χρειάζονται p = 3000/250 = 12 ζεύγη = 24 πόλοι.

Σύνοψη: (ενδεικτική) f = p·ns/60 (Hz), ns = 60·f/p (σύγχρονη ταχύτητα)· για 50 Hz: p = 1 → 3000, 2 → 1500, 3 → 1000, 4 → 750 στρ/min.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ο τύπος με τα μεγέθη + πίνακας/παράδειγμα.

Ερώτηση 9 — Ο στάτης των εναλλακτήρων με εσωτερικούς πόλους· πού καταλήγουν τα άκρα

Ερώτηση: Από τι αποτελείται ο στάτης των εναλλακτήρων με εσωτερικούς πόλους; Πού καταλήγουν τα άκρα των τυλιγμάτων Ε.Ρ.;

Απάντηση:

Ο στάτης των εναλλακτήρων με εσωτερικούς πόλους αποτελείται κυρίως από (σελ. 175-176): α. το ζύγωμα με το εξωτερικό του κέλυφος· β. το επαγωγικό τύμπανο με τον πυρήνα και το τύλιγμα — ο πυρήνας από πολλά κυκλικά σιδηροελάσματα με εγκοπές, με επιφανειακή μόνωση βερνικιού, που σχηματίζουν παράλληλες οδοντώσεις (αυλάκια) όπου τοποθετείται το τύλιγμα, σε μία ή δύο στρώσεις, από ομάδες και συγκροτήματα ομάδων· γ. τον ψηκτροφορέα με τις ψήκτρες, με τις οποίες τροφοδοτούμε με Σ.Ρ. (μέσω των δακτυλιδιών του δρομέα) το τύλιγμα διέγερσης των πόλων· δ. τα καλύμματα και το κιβώτιο ακροδεκτών. Τα άκρα των τυλιγμάτων Ε.Ρ. μένουν ελεύθερα και καταλήγουν κατευθείαν στους ακροδέκτες του κιβωτίου ακροδεκτών της μηχανής (U, V, W και X, Y, Z στους τριφασικούς) — χωρίς δακτυλίδια, αφού το τύμπανο είναι ακίνητο (στους εναλλακτήρες με εξωτερικούς πόλους καταλήγουν πρώτα σε δακτυλίδια και από εκεί στο κιβώτιο).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ζύγωμα-κέλυφος, επαγωγικό τύμπανο (ελασματοποιημένος πυρήνας με αυλάκια + τύλιγμα), ψηκτροφορέας-ψήκτρες (για το Σ.Ρ. διέγερσης), καλύμματα και κιβώτιο ακροδεκτών· τα άκρα του τυλίγματος Ε.Ρ. καταλήγουν κατευθείαν στους ακροδέκτες του κιβωτίου (U V W / X Y Z).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τα τέσσερα μέρη + κιβώτιο ακροδεκτών.

Ερώτηση 10 — Μονοφασικός και τριφασικός εναλλακτήρας· άκρα, σύνδεση, συμβολισμός

Ερώτηση: Ποιος εναλλακτήρας λέγεται μονοφασικός και ποιος τριφασικός; Πόσα άκρα έχει το τύλιγμα Ε.Ρ. σε κάθε περίπτωση; Πού συνδέονται και πώς συμβολίζονται;

Απάντηση:

Μονοφασικός (1~) λέγεται ο εναλλακτήρας που έχει στο επαγωγικό του τύμπανο ένα μόνο τύλιγμα (μονοφασικό), από ομάδες συνδεδεμένες σε σειρά, ώστε να μένουν ελεύθερα δύο (2) άκρα — η αρχή της πρώτης ομάδας και το τέλος της τελευταίας — που καταλήγουν στους δύο ακροδέκτες U και V της πινακίδας· από αυτούς τροφοδοτούμε μονοφασικό φορτίο (σελ. 179). Τριφασικός (3~) λέγεται ο εναλλακτήρας που έχει τρία όμοια, ανεξάρτητα μονοφασικά τυλίγματα (φάσεις), καθένα με το 1/3 των ομάδων, τοποθετημένα συμμετρικά (120°, 2/3 του πολικού βήματος) — το τριφασικό τύλιγμα έχει έξι (6) άκρα: τις αρχές U, V, W (ή A, B, C) και τα τέλη X, Y, Z (ή a, b, c)· φάσεις U-X, V-Y, W-Z (σελ. 180). (Ο διφασικός: 2 τυλίγματα, 4 άκρα.) Πού συνδέονται: τα άκρα καταλήγουν στους ακροδέκτες του κιβωτίου ακροδεκτών (απευθείας στους εσωτερικών πόλων, μέσω δακτυλιδιών στους εξωτερικών)· στον 3~ οι έξι ακροδέκτες συνδέονται μεταξύ τους με λαμάκια σε αστέρα (X-Y-Z ενωμένα, ουδέτερος κόμβος Ν) ή σε τρίγωνο (X-V, Y-W, Z-U), και στα U, V, W (και N) συνδέεται το δίκτυο L1, L2, L3 (R, S, T).

Σύνοψη: (ενδεικτική) 1~: ένα τύλιγμα, 2 άκρα U-V, μονοφασικό φορτίο· 3~: τρία όμοια ανεξάρτητα τυλίγματα-φάσεις (120°), 6 άκρα — αρχές U V W (A B C), τέλη X Y Z (a b c), φάσεις U-X, V-Y, W-Z· στο κιβώτιο ακροδεκτών, με λαμάκια σε αστέρα ή τρίγωνο προς L1-L2-L3.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ορισμοί + πλήθος άκρων + συμβολισμοί + σύνδεση.

Ερώτηση 11 — Σύνδεση των τριών φάσεων· ποια προτιμάται και γιατί

Ερώτηση: Πώς συνδέονται μεταξύ τους οι τρεις (3) φάσεις εναλλακτήρα; Ποια συνδεσμολογία χρησιμοποιείται περισσότερο στην πράξη και γιατί;

Απάντηση:

Οι τρεις φάσεις δεν αφήνονται ανεξάρτητες (θα χρειάζονταν 6 αγωγοί — αντιοικονομικό), αλλά συνδέονται στο κιβώτιο ακροδεκτών με χάλκινα ή ορειχάλκινα λαμάκια σε αλληλένδετο τριφασικό σύστημα, με δύο τρόπους (σελ. 182): ① Αστέρας (Υ): ενώνουμε τα τέλη Z, X, Y των φάσεων σε έναν κοινό ουδέτερο κόμβο (με δύο λαμάκια/γέφυρα) και στις αρχές U, V, W συνδέουμε το τριφασικό δίκτυο· όταν το δίκτυο είναι τεσσάρων αγωγών, ο ουδέτερος συνδέεται στον ουδέτερο κόμβο· Επ = √3·Εφ = 1,73·Εφ. ② Τρίγωνο (Δ): συνδέουμε τις φάσεις σε σειρά — X με V, Y με W, Z με U — με τρία λαμάκια, ώστε να σχηματίζουν τρίγωνο· Επ = Εφ.
Στην πράξη χρησιμοποιείται περισσότερο ο αστέρας, γιατί: α) διαθέτει ουδέτερο κόμβο και μπορεί να τροφοδοτήσει δίκτυο τεσσάρων αγωγών με δύο τάσεις — πολική (380/400 V, μεταξύ φάσεων) για τριφασικούς καταναλωτές και φασική (220/230 V, φάση-ουδέτερος) για μονοφασικούς — ενώ το τρίγωνο τροφοδοτεί μόνο δίκτυο τριών αγωγών με μία τάση (βασικό του μειονέκτημα)· β) κάθε φάση δέχεται μόνο το 1/√3 της πολικής τάσης, οπότε οι μονώσεις καταπονούνται λιγότερο, και ο ουδέτερος μπορεί να γειωθεί για προστασία. Έτσι οι εναλλακτήρες των σταθμών, των Η/Ζ και των αυτοκινήτων συνδέονται συνήθως σε αστέρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με λαμάκια σε αστέρα (τέλη X-Y-Z σε ουδέτερο κόμβο, δίκτυο στα U-V-W, Επ = 1,73·Εφ) ή τρίγωνο (X-V, Y-W, Z-U, Επ = Εφ)· προτιμάται ο αστέρας γιατί έχει ουδέτερο και τροφοδοτεί δίκτυο 4 αγωγών με δύο τάσεις (1~ και 3~ καταναλωτές), ενώ το τρίγωνο μόνο 3 αγωγούς/μία τάση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι δύο συνδέσεις + αστέρας με αιτιολόγηση.

Ερώτηση 12 — Λειτουργία εναλλακτήρα χωρίς και με φορτίο

Ερώτηση: Πότε λέμε ότι ένας εναλλακτήρας λειτουργεί χωρίς φορτίο και πότε με φορτίο;

Απάντηση:

Όπως στους Μ/Σ, δύο λειτουργικές καταστάσεις (σελ. 185-186): Χωρίς φορτίο (στο κενό) — όταν ο εναλλακτήρας, κινούμενος από την κινητήρια μηχανή στις κανονικές στροφές και με τη διέγερση κλειστή, δεν τροφοδοτεί κανένα φορτίο (ο γενικός διακόπτης ανοικτός)· είναι μεταβατικό στάδιο, στο οποίο μας δίνει Η.Ε.Δ. (τάση στο κενό), που ρυθμίζεται στην ονομαστική τιμή με τη ρυθμιστική αντίσταση διέγερσης (Δ.3.1). Με φορτίο — όταν τροφοδοτεί, μέσω των ακροδεκτών του, φορτίο (ζυγούς και καταναλωτές), οπότε το κύκλωμα (τυλίγματα και δίκτυο) διαρρέεται από ρεύμα I: κλείνουμε τον γενικό διακόπτη (τροφοδοτούνται οι ζυγοί) και έναν-έναν τους διακόπτες φορτίου Δφ μέχρι το αμπερόμετρο να δείξει την ονομαστική ένταση (Δ.3.2). Με φορτίο, για σταθερή διέγερση και ταχύτητα, η τάση U εξαρτάται όχι μόνο από την ένταση φόρτισης αλλά και από το είδος του φορτίου (ωμικό, επαγωγικό, χωρητικό) — γι' αυτό ρυθμίζεται με τη διέγερση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Χωρίς φορτίο: στρέφεται με διέγερση αλλά γενικός διακόπτης ανοικτός, δίνει μόνο Η.Ε.Δ. (τάση κενού) — μεταβατικό· με φορτίο: γενικός και διακόπτες φορτίου κλειστοί, τροφοδοτεί καταναλωτές με ρεύμα I· η τάση εξαρτάται από ένταση και είδος φορτίου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο ορισμοί + επίδραση είδους φορτίου.

Ερώτηση 13 — Ρύθμιση τάσης εξόδου· πού επεμβαίνουμε

Ερώτηση: Πώς ρυθμίζεται η τάση εξόδου εναλλακτήρα; Πού επεμβαίνουμε;

Απάντηση:

Η τάση του εναλλακτήρα μεταβάλλεται με την ένταση και το είδος του φορτίου, αλλά πρέπει να μένει σταθερή για να λειτουργούν σωστά οι καταναλωτές. Επεμβαίνουμε στην ένταση διέγερσης Iδ — στο ρεύμα των πόλων, που καθορίζει τη μαγνητική ροή και άρα την Η.Ε.Δ. (Εφ ∝ Φ) (σελ. 187): χειροκίνητα, μεταβάλλοντας τη θέση της ρυθμιστικής αντίστασης (ροοστάτη) διέγερσης Rδ στο κύκλωμα της διέγερσης (ή της διεγέρτριας), ή αυτόματα, με αυτόματο ρυθμιστή τάσης. Αυτόματος ρυθμιστής (σχ. 3.21): ένα πηνίο Π συνδέεται παράλληλα στους ζυγούς (στην τάση εξόδου) και ο οπλισμός του είναι ο μοχλός του ροοστάτη R στη διέγερση της διεγέρτριας. Αν η τάση αυξηθεί (π.χ. μείωση φορτίου), αυξάνει το ρεύμα του πηνίου, έλκει τον μοχλό και προστίθεται αντίσταση → μειώνεται η διέγερση της διεγέρτριας → η τάση της Uδ → η διέγερση του εναλλακτήρα → η ροή → η τάση εξόδου επανέρχεται. Αν η τάση μειωθεί, το πηνίο έλκει λιγότερο, το ελατήριο κινεί τον μοχλό και αφαιρεί αντίσταση → αντίστροφη αλυσίδα → η τάση ανεβαίνει στην κανονική. Σήμερα χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικοί ρυθμιστές (ηλεκτρονικά ισχύος) με πολύ γρήγορη αντίδραση και όρια μεταβολής μικρότερα του 1/4 V (στα Η/Ζ ±1,5 %).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με μεταβολή της έντασης διέγερσης (μαγνητικής ροής των πόλων): χειροκίνητα με τη ρυθμιστική αντίσταση διέγερσης ή αυτόματα με ρυθμιστή τάσης (πηνίο στους ζυγούς κινεί ροοστάτη στη διέγερση της διεγέρτριας — τάση ↑ → αντίσταση ↑ → διέγερση ↓ → τάση ↓ και αντίστροφα με ελατήριο)· σήμερα ηλεκτρονικοί ρυθμιστές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Διέγερση ως σημείο επέμβασης + χειροκίνητα/αυτόματα + λειτουργία ρυθμιστή.

Ερώτηση 14 — Τι είναι το Η/Ζ, πού χρησιμοποιείται, κύριο χαρακτηριστικό

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε Ηλεκτροπαραγωγό Ζεύγος (H/Ζ); Πού χρησιμοποιείται; Ποιο το κύριο χαρακτηριστικό των Η/Ζ;

Απάντηση:

Ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος (Η/Ζ) ονομάζουμε το ειδικό ζεύγος μηχανών — μιας κινητήριας μηχανής (Κ.Μ.) (πετρελαιοκινητήρας στα μεγάλα, βενζινοκινητήρας στα μικρά) και μιας ηλεκτρογεννήτριας (σύγχρονης 3~ ή 1~) — που μας παράγει ηλεκτρική ενέργεια ανεξάρτητα από το δίκτυο (σελ. 190). Ισχύς από 2 kVA έως 2000 kVA· ένα ή περισσότερα μαζί αποτελούν μικρό θερμικό σταθμό.
Χρησιμοποιείται: ① όπου δεν επιτρέπεται ούτε η παραμικρή διακοπή ηλεκτρικής ενέργειας — ευαίσθητες βιομηχανικές και στρατιωτικές εγκαταστάσεις, υπολογιστές κρατήσεων αεροπορικής εταιρείας, on-line σύστημα τράπεζας, χειρουργεία νοσοκομείων, δορυφορικοί σταθμοί (εφεδρική τροφοδοσία με αυτόματη εκκίνηση)· ② όπου το δίκτυο της Δ.Ε.Η. δεν μπορεί να εξυπηρετήσει — μικρές ορεινές ή νησιωτικές απομονωμένες περιοχές, υπαίθριες συναυλίες και εκδηλώσεις, απομονωμένα σπίτια (βίλες), κατασκηνώσεις, εξοχή· επίσης ως μηχανή έλξης σε ντιζελοηλεκτρικά τρένα. Κύριο χαρακτηριστικό/πλεονέκτημα: μετακινούνται εύκολα και τοποθετούνται οπουδήποτε τα έχουμε ανάγκη (αυτόνομη, φορητή παραγωγή), παραδίδονται πλήρη και έτοιμα για εγκατάσταση από τον κατασκευαστή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η/Ζ = ζεύγος κινητήριας μηχανής (ντίζελ/βενζίνη) + ηλεκτρογεννήτριας για αυτόνομη παραγωγή ενέργειας (2-2000 kVA)· χρήση όπου δεν επιτρέπεται διακοπή (νοσοκομεία, τράπεζες, στρατιωτικές εγκαταστάσεις) ή όπου δεν φτάνει το δίκτυο (απομονωμένες περιοχές, εκδηλώσεις, βίλες)· κύριο χαρακτηριστικό η εύκολη μετακίνηση/τοποθέτηση οπουδήποτε.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ορισμός + δύο ομάδες χρήσεων + φορητότητα.

Ερώτηση 15 — Τα βασικά μέρη των Η/Ζ

Ερώτηση: Ποια τα βασικά μέρη (εξαρτήματα) των Η/Ζ:

Απάντηση:

Το Η/Ζ παραδίδεται πλήρες με τα παρακάτω βασικά μέρη και παρελκόμενα (σελ. 192): ① τον πετρελαιοκινητήρα (κινητήρια μηχανή, τετράχρονος υδρόψυκτος)· ② την ηλεκτρογεννήτρια (σύγχρονη 3~, αυτορυθμιζόμενη, αυτοδιεγειρόμενη, χωρίς ψήκτρες)· ③ τον πίνακα ελέγχου και αυτοματισμού· ④ τη διπλή αντικραδασμική βάση (με τη ζεύξη-συνδεσμοθάλαμο)· ⑤ τους συσσωρευτές με το σύστημα φόρτισής τους (από το Η/Ζ και από το δίκτυο)· ⑥ το ειδικά σχεδιασμένο ψυγείο της μηχανής· ⑦ τον σιγαστήρα και τον σωλήνα απαγωγής καυσαερίων. Επίσης συστήματα απόσβεσης ταλαντώσεων (για διαταραχές του δικτύου — απότομες ζεύξεις/αποζεύξεις, βραχυκυκλώματα), και στη βάση συνήθως το ρεζερβουάρ πετρελαίου (8ωρη λειτουργία).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πετρελαιοκινητήρας, ηλεκτρογεννήτρια, πίνακας ελέγχου-αυτοματισμού, διπλή αντικραδασμική βάση, συσσωρευτές με σύστημα φόρτισης, ψυγείο, σιγαστήρας-σωλήνας καυσαερίων (+ αποσβεστήρες ταλαντώσεων, ρεζερβουάρ).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τα επτά μέρη του βιβλίου.

Ερώτηση 16 — Τι περιλαμβάνει η ηλεκτρογεννήτρια ενός Η/Ζ

Ερώτηση: Τι περιλαμβάνει συνήθως η ηλεκτρογεννήτρια (εναλλακτήρας) ενός Η/Ζ;

Απάντηση:

Η ηλεκτρογεννήτρια των Η/Ζ είναι εναλλασσόμενου ρεύματος, σύγχρονη τριφασική, αυτορυθμιζόμενη και αυτοδιεγειρόμενη, χωρίς ψήκτρες, κατασκευασμένη κατά ειδικές προδιαγραφές (IEC 34-1, VDE 0530)· δίνει τάση 220/380 V (231/400 V) και στρέφεται συνήθως με 1500 στρ/min (τετραπολική, 50 Hz) (σελ. 193). Είναι εφοδιασμένη με: ① αντιπαρασιτική διάταξη· ② αυτόματο ηλεκτρονικό ρυθμιστή τάσης που διατηρεί την τάση σταθερή, π.χ. σε περιοχή ±1,5 % της ονομαστικής των 400 V για οποιαδήποτε μεταβολή φορτίου, με ταυτόχρονη μεταβολή συχνότητας/στροφών ±4,5 %· ③ ειδικό χρονορελέ για γρήγορη αποκατάσταση της τάσης (χρόνος < 0,25 s)· ④ ποτενσιόμετρο για την επιλογή της ονομαστικής τιμής της τάσης. Επιτρεπόμενη υπερφόρτιση (ISO 3046): 10 % για μία ώρα ανά 12 ώρες. Οι ακροδέκτες της συμβολίζονται όπως των εναλλακτήρων (U, V, W, N).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύγχρονη 3~ γεννήτρια Ε.Ρ., αυτορυθμιζόμενη, αυτοδιεγειρόμενη, χωρίς ψήκτρες (IEC 34-1), 220/380 V, 1500 στρ/min, με αντιπαρασιτική διάταξη, αυτόματο ηλεκτρονικό ρυθμιστή τάσης (±1,5 %), χρονορελέ αποκατάστασης (< 0,25 s), ποτενσιόμετρο επιλογής τάσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τύπος γεννήτριας + τα τέσσερα στοιχεία.

Ερώτηση 17 — Επιτρεπόμενα όρια φόρτισης Η/Ζ

Ερώτηση: Ποια τα επιτρεπόμενα όρια φόρτισης ενός Η/Ζ;

Απάντηση:

Το Η/Ζ φορτίζεται κανονικά μέχρι την ονομαστική του ισχύ (σε kVA, της πινακίδας — π.χ. 100, 800, 1200 kVA), με τη γεννήτρια να διατηρεί την τάση σταθερή (±1,5 %) και τη συχνότητα/στροφές μέσα σε ±4,5 % για κάθε μεταβολή φορτίου. Η επιτρεπόμενη υπερφόρτιση, σύμφωνα με τους διεθνείς κανονισμούς ISO 3046, είναι 10 % πάνω από την ονομαστική ισχύ για μία ώρα, ανά δώδεκα (12) ώρες λειτουργίας (σελ. 193) — όχι συνεχώς. Η προστασία από υπερφόρτιση εξασφαλίζεται από το θερμικό στοιχείο των τετραπολικών αεροδιακοπτών/του τριπολικού αυτόματου (μαγνητική-θερμική προστασία) και το Η/Ζ σταματά αυτόματα σε υπερφόρτιση της γεννήτριας (και σε τάση εκτός ορίων), ενώ οι ασφάλειες προστατεύουν από βραχυκύκλωμα. Για τη σωστή φόρτιση ακολουθούμε πάντα τις οδηγίες του κατασκευαστή (Ανακεφαλαίωση).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ονομαστική ισχύς (kVA) συνεχώς· υπερφόρτιση κατά ISO 3046 έως 10 % για μία ώρα ανά 12ωρο· προστασία με θερμικό στοιχείο/αυτόματο διακόπτη και αυτόματη στάση σε υπερφόρτιση· οδηγίες κατασκευαστή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

10 %/1 h/12 h + προστασία.

Ερώτηση 18 — Συμβολισμός ακροδεκτών Η/Ζ και βασικές γραμμές συνδεσμολογίας

Ερώτηση: Πώς συμβολίζονται οι ακροδέκτες Η/Ζ; Από ποιες βασικές ηλ. γραμμές αποτελείται η συνδεσμολογία των Η/Ζ;

Απάντηση:

Ακροδέκτες: η ηλεκτρογεννήτρια του Η/Ζ είναι τριφασικός εναλλακτήρας, οπότε οι ακροδέκτες της συμβολίζονται όπως οι αντίστοιχοι ακροδέκτες των εναλλακτήρων (ερ. 38): οι φάσεις U, V, W (αρχές, ή A, B, C· τέλη X, Y, Z ενωμένα σε αστέρα) και ο ουδέτερος N — που αντιστοιχούν στις γραμμές L1, L2, L3, N (R, S, T, Mp) του δικτύου· υπάρχει και ακροδέκτης γείωσης. Βασικές γραμμές συνδεσμολογίας (σχ. 3.27, Η/Ζ 800 kVA): το κύκλωμα ισχύος αποτελείται από τρεις τετραπολικές (3 φάσεις + ουδέτερος) γραμμές: ① τη γραμμή προς/από το δίκτυο (Δ.Ε.Η.) — ακροδέκτες σύνδεσης με το δίκτυο, ② τη γραμμή της γεννήτριας — ακροδέκτες της ηλεκτρογεννήτριας, ③ τη γραμμή των καταναλωτών — ακροδέκτες σύνδεσης των φορτίων· οι δύο πρώτες καταλήγουν, μέσω των δύο τετραπολικών αεροδιακοπτών μεταγωγής (ηλεκτρικά και μηχανικά μανδαλωμένων, ώστε ποτέ να μη συνδέονται ταυτόχρονα δίκτυο και γεννήτρια), στη γραμμή των καταναλωτών. Υπάρχει επίσης το βοηθητικό κύκλωμα (χειρισμοί, προς τον πίνακα αυτοματισμού), συνήθως έτοιμο και συνδεσμολογημένο από τον κατασκευαστή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ακροδέκτες όπως των εναλλακτήρων: U, V, W (φάσεις) και N (ουδέτερος) → L1, L2, L3, N· γραμμές: δίκτυο, γεννήτρια, καταναλωτές, με δύο μανδαλωμένους τετραπολικούς αεροδιακόπτες μεταγωγής (+ βοηθητικό κύκλωμα προς τον πίνακα).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Συμβολισμός + τρεις γραμμές + μεταγωγή.

Ερώτηση 19 — Μέτρα προστασίας Η/Ζ· ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου-προστασίας

Ερώτηση: Ποια μέτρα προστασίας λαμβάνονται για την ασφαλή λειτουργία των Η/Ζ; Τι περιλαμβάνει ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και προστασίας;

Απάντηση:

Μέτρα προστασίας: ① ηλεκτρικά — τριπολικός αυτόματος διακόπτης ή θερμικό ρελέ με μαγνητική και θερμική προστασία, θερμικό στοιχείο στους αεροδιακόπτες (υπερφόρτιση) και ασφάλειες (βραχυκύκλωμα), μηχανική και ηλεκτρική μανδάλωση των δύο αεροδιακοπτών μεταγωγής (ποτέ παράλληλα δίκτυο-γεννήτρια), αντιπαρασιτική διάταξη, ρυθμιστής τάσης· ② μηχανικά — μανόμετρο/βαλβίδα λαδιού, θερμόμετρα νερού-λαδιού, ρυθμιστής στροφών, σωληνοειδές στάσης, προθέρμανση, αντικραδασμική βάση, αποσβεστήρες ταλαντώσεων· ③ αυτόματη στάση όταν διαπιστωθεί: υψηλή θερμοκρασία, χαμηλή πίεση λιπαντελαίου, υπερτάχυνση, υπερφόρτιση γεννήτριας, τάση εκτός ορίων, χαμηλή στάθμη ψυκτικού ή καυσίμου, αποτυχία εκκίνησης μετά από 3 προσπάθειες (σελ. 197)· και οδηγίες κατασκευαστή, προγράμματα Η/Υ ελέγχου.
Ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και προστασίας (σελ. 196): ① επιλογικό διακόπτη AUTO / MANUAL / OFF· ② σύστημα αυτόματης εκκίνησης σε απώλεια δικτύου με επιτηρητή τάσης δικτύου — αν η τάση πέσει σε μία ή περισσότερες φάσεις κάτω από όριο (70-80 %), εντολή εκκίνησης μετά από ρυθμιζόμενη καθυστέρηση 0,5-60 s (αποφυγή άσκοπων εκκινήσεων)· ανάληψη φορτίου σε 10-15 s, μεταγωγή μόνο όταν τάση και συχνότητα είναι εντός ορίων· ③ χρονοδιακόπτη εκκίνησης (μίζας) 3-30 s — αν δεν ξεκινήσει, τρεις προσπάθειες, μετά συναγερμός· ④ χρονοδιακόπτη επιστροφής τάσης δικτύου 0,25-30 min· ⑤ χρονοδιακόπτη κρατήματος της μηχανής σε λειτουργία μετά την επάνοδο του δικτύου 0,5-20 min για ψύξη (ακυρώνεται και γίνεται άμεση μεταγωγή αν επανεμφανιστεί σφάλμα)· ⑥ επιτηρητή τάσης γεννήτριας· και ενδεικτικές λυχνίες (παροχή δικτύου, φορτίο στο δίκτυο, σφάλμα εκκίνησης, υπερθέρμανση, τάση γεννήτριας, υπερτάχυνση, χαμηλή πίεση λαδιού, βραχυκύκλωμα, εντός λειτουργίας, lamp test), μπουτόν κατεπείγοντος και οπτικοακουστικό συναγερμό.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Προστασία: μαγνητική-θερμική (αυτόματος, θερμικό στοιχείο), ασφάλειες, μανδάλωση αεροδιακοπτών, όργανα κινητήρα, αυτόματη στάση (θερμοκρασία, λάδι, υπερτάχυνση, υπερφόρτιση, τάση, στάθμες, 3 αποτυχίες)· ηλεκτρονικό σύστημα: AUTO/MANUAL/OFF, αυτόματη εκκίνηση με επιτηρητή δικτύου (0,5-60 s, ανάληψη 10-15 s), χρονοδιακόπτης μίζας 3-30 s ×3, επιστροφής δικτύου 0,25-30 min, κρατήματος 0,5-20 min, επιτηρητής γεννήτριας, λυχνίες, συναγερμός.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μέτρα (ηλεκτρικά/μηχανικά/αυτόματη στάση) + τα 6 στοιχεία του συστήματος.

Ερώτηση 20 — Εφαρμογές εναλλακτήρων στα οχήματα· εναλλακτήρες έλξης

Ερώτηση: Ποιες οι κυριότερες εφαρμογές των εναλλακτήρων στα οχήματα; Τι λέμε εναλλακτήρες έλξης;

Απάντηση:

Κυριότερες εφαρμογές (σελ. 197): ① στην ηλεκτρική έλξη — παραγωγή του Ε.Ρ. για την κίνηση ηλεκτρικών σιδηροδρόμων (μετρό, προαστιακοί, μεγάλοι σιδηρόδρομοι), είτε από εναλλακτήρες σε σταθμούς παραγωγής/υποσταθμούς είτε πάνω στην ηλεκτράμαξα (ντιζελοηλεκτρικές μηχανές = Η/Ζ)· ② στο αυτοκίνητο — ο εναλλακτήρας του συστήματος φόρτισης, που από το 1960 αντικατέστησε τη γεννήτρια Σ.Ρ. (δυναμό) για την παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας (με ανόρθωση σε Σ.Ρ.). Σε σχέση με τη γεννήτρια Σ.Ρ. ο εναλλακτήρας έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, μικρότερο μέγεθος και βάρος για την ίδια ισχύ και ευκολότερη ρύθμιση της τάσης εξόδου.
Εναλλακτήρες έλξης λέμε τους ιδιαίτερους εναλλακτήρες (1~ ή 3~) που παράγουν το Ε.Ρ. της ηλεκτρικής έλξης (όταν αυτό δεν προέρχεται από το δίκτυο ηλεκτροδότησης) (σελ. 197-198). Οι 1~ εναλλακτήρες έλξης (μετρό, γύρω από πόλεις) κατασκευάζονται για 16.000 V / 16⅔ Hz (Ευρώπη) ή 11.000 V / 25 Hz (Αμερική) — οι χαμηλές συχνότητες προτιμήθηκαν γιατί λειτουργούν καλύτερα οι 1~ κινητήρες έλξης (ασύγχρονοι σειράς με συλλέκτη)· με την τελειοποίηση των Α.Τ.Κ. χρησιμοποιείται 3~ εναλλακτήρας 50 Hz (60 Hz Αμερική) στους μεγάλους σιδηροδρόμους (μεγαλύτερες ταχύτητες). Βρίσκονται σε ιδιαίτερους σταθμούς παραγωγής (τροφοδότηση μέσω υποσταθμών) ή πάνω στο όχημα με τον Μ/Σ έλξης, κινούμενοι από ντιζελοκινητήρα (τρένα > 200 km/h, ΟΣΕ DE 2000).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εφαρμογές: ηλεκτρική έλξη (σιδηρόδρομοι — σταθμοί ή πάνω στην ηλεκτράμαξα) και αυτοκίνητο (σύστημα φόρτισης, αντί δυναμό: μακροβιότερος, μικρότερος, ευκολότερη ρύθμιση)· εναλλακτήρες έλξης = ιδιαίτεροι 1~ (16 kV/16⅔ Hz, 11 kV/25 Hz) ή 3~ (50/60 Hz) εναλλακτήρες που παράγουν το Ε.Ρ. της έλξης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο εφαρμογές + ορισμός εναλλακτήρων έλξης με τάσεις/συχνότητες.

Ερώτηση 21 — Από τι αποτελείται η μηχανή έλξης των ηλεκτρικών σιδηροδρόμων

Ερώτηση: Από τι αποτελείται βασικά η μηχανή έλξης των ηλ. σιδηροδρόμων;

Απάντηση:

Στους μεγάλους σύγχρονους ηλεκτροκίνητους σιδηροδρόμους (ταχύτητες > 200 km/h) η μηχανή έλξης (ηλεκτράμαξα) αποτελεί ουσιαστικά ένα ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος (Η/Ζ) πάνω στο όχημα (σελ. 198, σχ. 3.28): ένας ντιζελοκινητήρας κινεί έναν 3~ εναλλακτήρα (εναλλακτήρα έλξης), ο οποίος, μαζί με τον Μ/Σ έλξης και τις ανορθωτικές/μετατροπικές διατάξεις, τροφοδοτεί τους κινητήρες έλξης (Σ.Ρ. ή ασύγχρονους τριφασικούς) που κινούν τους τροχούς — με όλα τα απαραίτητα βοηθητικά εξαρτήματα (ψύξη, καύσιμο, έλεγχος). Οι νέες μηχανές DE 2000 του Ο.Σ.Ε. (ντιζελοηλεκτρικές) είναι σχεδιασμένες να μετατραπούν, μετά την ηλεκτροκίνηση, σε ηλεκτράμαξες τριφασικής έλξης που θα παίρνουν ρεύμα από την εναέρια γραμμή 25 kV (υποσταθμοί 150 kV → 25 kV). Εναλλακτικά, σε αστικά δίκτυα (μετρό, ΗΣΑΠ), η μηχανή έλξης παίρνει ρεύμα από τη γραμμή τροφοδοσίας (τροχός επαφής/κεραία) μέσω Μ/Σ έλξης και ανορθωτών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ουσιαστικά Η/Ζ πάνω στο όχημα: ντιζελοκινητήρας + 3~ εναλλακτήρας έλξης, με Μ/Σ έλξης και ανορθωτές/μετατροπείς που τροφοδοτούν τους κινητήρες έλξης των τροχών (+ βοηθητικά)· ΟΣΕ DE 2000, μετατρέψιμη σε ηλεκτράμαξα 25 kV.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ντίζελ + εναλλακτήρας + Μ/Σ/ανόρθωση + κινητήρες έλξης.

Ερώτηση 22 — Εναλλακτήρας αυτοκινήτου: είδος, σκοπός, μετατροπή Ε.Ρ. σε Σ.Ρ.

Ερώτηση: Ποιο το είδος του εναλλακτήρα αυτοκινήτου και ποιος ο σκοπός του; Πώς μετατρέπουμε το παραγόμενο απ' αυτόν Ε.Ρ. σε Σ.Ρ.;

Απάντηση:

Είδος: ο εναλλακτήρας του αυτοκινήτου είναι κατά κανόνα τριφασικός (3~) με εσωτερικούς πόλους και αυτοδιεγειρόμενος (σελ. 200): ο δρομέας έχει τον άξονα, τα δακτυλίδια με τις ψήκτρες, τον πυρήνα με τους μαγνητικούς πόλους (σχηματίζονται από τα προεξέχοντα «νύχια» δύο μεταλλικών τμημάτων όταν περνά Σ.Ρ.) και το τύλιγμα διέγερσης, που τροφοδοτείται από τον συσσωρευτή μέσω δύο μονωμένων δακτυλιδιών και δύο ψηκτρών· ο στάτης έχει το επαγωγικό τύμπανο με το 3~ τύλιγμα (συνήθως σε αστέρα), τη θήκη ψηκτρών-διόδων και τα καλύμματα· και την ανορθωτική διάταξη. Παίρνει κίνηση με ιμάντα από τον στροφαλοφόρο· η αυτοδιέγερση ξεκινά από τον παραμένοντα μαγνητισμό (+ κυκλώματα προδιέγερσης, λαμπτήρας ελέγχου φόρτισης). Σκοπός: είναι το κύριο μέρος του συστήματος φόρτισης — παράγει την ηλεκτρική ενέργεια του αυτοκινήτου (μηχανική → ηλεκτρική, 3~ Ε.Ρ.) για τους καταναλωτές και τη φόρτιση του συσσωρευτή, με τη ρύθμιση να γίνεται από ρυθμιστή τάσης· αντικατέστησε το δυναμό από το 1960 (μακροβιότερος, μικρότερος, ευκολότερη ρύθμιση).
Μετατροπή Ε.Ρ. → Σ.Ρ. (σελ. 201, σχ. 3.32): με ανορθωτική διάταξη διόδων σε μορφή γέφυρας έξι (6) διόδων (δύο ανά φάση, ενσωματωμένες στον εναλλακτήρα). Οι δίοδοι (ημιαγωγοί) επιτρέπουν τη διέλευση του ρεύματος μόνο κατά τη μία (θετική) ημιπερίοδο κάθε φάσης· καθώς οι τρεις φάσεις εναλλάσσονται ανά 120°, κάθε στιγμή άγουν οι δίοδοι της φάσης με τη μεγαλύτερη θετική και τη μεγαλύτερη αρνητική τάση, με αποτέλεσμα μέσα από τον καταναλωτή R και τον συσσωρευτή να περνά πάντα συνεχές ρεύμα ίδιας φοράς (ελαφρά κυματώδες, έξι παλμοί ανά κύκλο). Στην ηλεκτρική έλξη (ΗΣΑΠ) η ίδια μετατροπή γίνεται με μεγάλα ανορθωτικά συγκροτήματα (Μ/Σ + ανορθωτές υδραργύρου ή διόδων ισχύος).

Σύνοψη: (ενδεικτική) 3~ εναλλακτήρας εσωτερικών πόλων, αυτοδιεγειρόμενος (δρομέας-πόλοι/δακτυλίδια, στάτης-3~ τύλιγμα σε αστέρα, δίοδοι), κίνηση με ιμάντα· σκοπός: παραγωγή της ενέργειας του αυτοκινήτου και φόρτιση συσσωρευτή (σύστημα φόρτισης)· Ε.Ρ. → Σ.Ρ. με γέφυρα 6 διόδων που άγουν μόνο στη θετική ημιπερίοδο → συνεχές (κυματώδες) ρεύμα σε καταναλωτές και μπαταρία.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Είδος + σκοπός + γέφυρα διόδων.

Ερώτηση 23 (πολλαπλής επιλογής) — Προϋπόθεση για Η.Ε.Δ. σε κινούμενο αγωγό

Ερώτηση: Για να εμφανιστεί σ' έναν αγωγό μια Η.Ε.Δ. και τάση, ο αγωγός πρέπει να κινείται μέσα σε Μ.Π. έτσι, ώστε να: α. παράγει Ε.Ρ. β. εναλλάσσεται η φορά του. γ. τέμνει τις μαγνητικές γραμμές. δ. ακουμπάει στους πόλους.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. τέμνει τις μαγνητικές γραμμές — Η.Ε.Δ. από επαγωγή αναπτύσσεται μόνο όταν ο αγωγός κόβει (τέμνει) τις μαγνητικές γραμμές, δηλαδή μεταβάλλεται η ροή που τον διαπερνά (σελ. 166)· αν κινείται παράλληλα σε αυτές, Ε = 0.

Σύνοψη: γ — να τέμνει τις μαγνητικές γραμμές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 24 (πολλαπλής επιλογής) — Τάση και ρεύμα στρεφόμενης σπείρας

Ερώτηση: Η τάση και το (επαγωγικό) ρεύμα που παίρνουμε από μια σπείρα, που περιστρέφεται με σταθερή ταχύτητα μέσα σε ομογενές Μ.Π., είναι μεγέθη: α. συνεχή. β. μεταβαλλόμενα. γ. εναλλασσόμενα τετραγωνικά. δ. εναλλασσόμενα ημιτονικά.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. εναλλασσόμενα ημιτονικά — με σταθερή ταχύτητα σε ομογενές πεδίο η Η.Ε.Δ. μεταβάλλεται με το ημίτονο της γωνίας (e = Em·ημωt) — εναλλασσόμενη ημιτονοειδούς μορφής (σχ. 3.2-3.3)· το β είναι ασαφές, τα α και γ λάθος.

Σύνοψη: δ — εναλλασσόμενα ημιτονικά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 25 (πολλαπλής επιλογής) — Στροφές της σπείρας ανά δευτερόλεπτο

Ερώτηση: Ο αριθμός των στροφών της σπείρας στο δευτερόλεπτο, είναι ίσος με: α. τη περίοδο Τ, του Ε.Ρ. β. τη στιγμιαία τιμή του Ε.Ρ. γ. τη συχνότητα f, του Ε.Ρ. δ. όλα τα παραπάνω.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. τη συχνότητα f του Ε.Ρ. — κάθε πλήρης περιστροφή της σπείρας (σε διπολικό πεδίο) δίνει έναν κύκλο, οπότε οι στροφές ανά δευτερόλεπτο = κύκλοι ανά δευτερόλεπτο = συχνότητα (σελ. 167-168)· η περίοδος είναι ο χρόνος μιας στροφής.

Σύνοψη: γ — τη συχνότητα f.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 26 (πολλαπλής επιλογής) — Η τιμή του Ε.Ρ. σε τυχαία στιγμή

Ερώτηση: Η τιμή που έχει το Ε.Ρ. σε κάποια τυχαία χρονική στιγμή, ονομάζεται: α. ενεργός. β. στιγμιαία. γ. φάση. δ. διαφορά φάσης.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. στιγμιαία — «στιγμιαία τιμή i ονομάζουμε την τιμή που παίρνει το Ε.Ρ. σε κάποια τυχαία χρονική στιγμή» (σελ. 168), i = Im·ημωt.

Σύνοψη: β — στιγμιαία.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 27 (πολλαπλής επιλογής) — Περίοδος για συχνότητα 1 Hz

Ερώτηση: Ένα (ημιτονικό) Ε.Ρ. έχει συχνότητα 1Hz, όταν η περίοδός του διαρκεί: α. 1 ms. β. 2 ms. γ. 1 sec. δ. 2 sec.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. 1 sec — T = 1/f = 1/1 Hz = 1 s — ένας κύκλος ανά δευτερόλεπτο.

Σύνοψη: γ — T = 1/f = 1 s.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα + τύπος.

Ερώτηση 28 (πολλαπλής επιλογής) — Αναστροφές φοράς ρεύματος 50 Hz ανά δευτερόλεπτο

Ερώτηση: Η φορά του ρεύματος 10 Α, 50 Hz αναστρέφεται σε κάθε δευτερόλεπτο: α. 50 φορές. β. 100 φορές. γ. 5 φορές. δ. 10 φορές.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. 100 φορές — σε κάθε κύκλο το ρεύμα αλλάζει φορά δύο φορές (θετική και αρνητική ημιπερίοδος)· με 50 κύκλους/s έχουμε 100 εναλλαγές — «σε κάθε δευτερόλεπτο γίνονται 50 κύκλοι, δηλ. 100 θετικές και αρνητικές εναλλαγές» (σελ. 168). Η τιμή 10 A δεν επηρεάζει.

Σύνοψη: β — 2 × 50 = 100 φορές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα + αιτιολόγηση.

Ερώτηση 29 (πολλαπλής επιλογής) — Για μεγάλη Η.Ε.Δ. τοποθετούμε στο τύμπανο

Ερώτηση: Για να πάρουμε μεγάλη Η.Ε.Δ. από έναν εναλλακτήρα τοποθετούμε στο επαγωγικό τύμπανο: α. πολλές σπείρες. β. πολλές ομάδες. γ. συγκροτήματα ομάδων. δ. όλα τα παραπάνω σε σειρά.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. όλα τα παραπάνω σε σειρά — «τοποθετούμε στο επαγωγικό τύμπανο όχι μόνο μία σπείρα, αλλά ολόκληρο τύλιγμα, που αποτελείται από πολλές ομάδες σπειρών και συγκροτήματα ομάδων συνδεδεμένων σε σειρά» (σελ. 171) — οι Η.Ε.Δ. προστίθενται.

Σύνοψη: δ — σπείρες, ομάδες, συγκροτήματα σε σειρά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 30 (πολλαπλής επιλογής) — Θέση τυμπάνου στους εναλλακτήρες εσωτερικών πόλων

Ερώτηση: Στους εναλλακτήρες με εσωτερικούς πόλους το επαγωγικό τύμπανο, με τον πυρήνα και το τύλιγμα απ' το οποίο παράγεται η εναλλασσόμενη Η.Ε.Δ. και τάση είναι τοποθετημένο: α. στη διεγέρτρια. β. στον άξονα. γ. στο στάτη. δ. στο δρομέα.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. στο στάτη — στους εναλλακτήρες με εσωτερικούς πόλους ο στάτης περιέχει το επαγωγικό τύμπανο με το τύλιγμά του και ο δρομέας τους μαγνητικούς πόλους (σελ. 175).

Σύνοψη: γ — στον στάτη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 31 (πολλαπλής επιλογής) — Εναλλακτήρας με ένα τύλιγμα και δύο άκρα

Ερώτηση: Ο εναλλακτήρας που έχει ένα μόνο τύλιγμα, στο επαγωγικό του τύμπανο, με δύο ελεύθερα άκρα, π.χ. τα U και V, ονομάζεται: α. απλός. β. σύγχρονος. γ. ασύγχρονος. δ. μονοφασικός. ε. διφασικός.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. μονοφασικός — «μονοφασικός (1~) ονομάζεται ο εναλλακτήρας που έχει στο επαγωγικό του τύμπανο ένα μόνο τύλιγμα … ώστε να μένουν ελεύθερα μόνο δύο άκρα», U και V (σελ. 179)· «σύγχρονος» είναι κάθε εναλλακτήρας ανεξάρτητα από τις φάσεις.

Σύνοψη: δ — μονοφασικός.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 32 (πολλαπλής επιλογής) — Τι τροφοδοτεί ο 1~ εναλλακτήρας

Ερώτηση: Από τους ακροδέκτες 1~ εναλλακτήρα μπορούμε να τροφοδοτήσουμε: α. μικρό φορτίο Σ.Ρ. β. μονοφασικό φορτίο. γ. διφασικό φορτίο. δ. τριφασικό φορτίο. ε. οποιοδήποτε φορτίο.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. μονοφασικό φορτίο — από τους ακροδέκτες U και V του μονοφασικού εναλλακτήρα «μπορούμε να τροφοδοτήσουμε με Ε.Ρ. ένα μονοφασικό φορτίο» (σελ. 179)· για Σ.Ρ. χρειάζεται ανορθωτής, για 3~ φορτίο τριφασικός εναλλακτήρας.

Σύνοψη: β — μονοφασικό φορτίο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 33 (πολλαπλής επιλογής) — Πώς ονομάζονται τα τρία τυλίγματα του 3~ εναλλακτήρα

Ερώτηση: Οι 3~ εναλλακτήρες έχουν στο επαγωγικό τους τύμπανο τρία όμοια και ανεξάρτητα μεταξύ τους μονοφασικά τυλίγματα που ονομάζονται: α. ομάδες τυλίγματος. β. σύνολα ομάδων. γ. αλληλένδετα. δ. φάσεις.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. φάσεις — «τριφασικός λέγεται ο εναλλακτήρας που έχει στο επαγωγικό του τύμπανο τρία όμοια, ανεξάρτητα, μονοφασικά τυλίγματα, δηλ. τρεις φάσεις» (σελ. 180).

Σύνοψη: δ — φάσεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 34 (πολλαπλής επιλογής) — Το πλεονέκτημα της σύνδεσης σε αστέρα

Ερώτηση: Το βασικό πλεονέκτημα της σύνδεσης των τυλιγμάτων ενός εναλλακτήρα, σε αστέρα, είναι ότι έτσι μπορούμε να τροφοδοτήσουμε: α. δίκτυο τριών αγωγών. β. 3~ καταναλωτές. γ. μεγάλους καταναλωτές. δ. 1~ και 3~ καταναλωτές.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. 1~ και 3~ καταναλωτές — ο αστέρας έχει ουδέτερο κόμβο και τροφοδοτεί δίκτυο τεσσάρων αγωγών με δύο τάσεις (πολική για 3~ και φασική για 1~ καταναλωτές), ενώ το τρίγωνο μόνο δίκτυο τριών αγωγών με μία τάση (σελ. 182).

Σύνοψη: δ — 1~ και 3~ καταναλωτές (δίκτυο 4 αγωγών, δύο τάσεις).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα + αιτιολόγηση.

Ερώτηση 35 (πολλαπλής επιλογής) — Με τι συνδέουμε τα άκρα των φάσεων

Ερώτηση: Από έναν 3~ εναλλακτήρα μπορούμε να τροφοδοτήσουμε δίκτυο Ε.Ρ., τριών ή τεσσάρων αγωγών, συνδέοντας κατάλληλα τα άκρα των φάσεων με: α. δύο λαμάκια. β. τρία λαμάκια. γ. δύο ή τρία λαμάκια. δ. τρία όμοια δακτυλίδια.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. δύο ή τρία λαμάκια — οι φάσεις συνδέονται στο κιβώτιο ακροδεκτών με χάλκινα ή ορειχάλκινα λαμάκια: για αστέρα (δίκτυο 4 αγωγών) ενώνουμε τα τρία τέλη X-Y-Z σε κόμβο — δύο λαμάκια (ή μία γέφυρα)· για τρίγωνο (δίκτυο 3 αγωγών) τρία λαμάκια X-V, Y-W, Z-U (σελ. 182).

Σύνοψη: γ — δύο (αστέρας) ή τρία (τρίγωνο) λαμάκια.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα + αιτιολόγηση.

Ερώτηση 36 (πολλαπλής επιλογής) — Η Η.Ε.Δ. μεταξύ δύο φάσεων

Ερώτηση: Η Η.Ε.Δ. μεταξύ των ακροδεκτών δύο φάσεων, ανεξάρτητα απ' τη σύνδεση (σε Υ ή Δ) των τυλιγμάτων των 3~ εναλλακτήρα, ονομάζεται: α. συμμετρική. β. ενεργός. γ. διπολική. δ. πολική. ε. φασική.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. πολική — «πολική (Επ) την τάση που επικρατεί μεταξύ των ακροδεκτών δύο φάσεων» (σελ. 183)· φασική είναι μεταξύ φάσης και ουδέτερου κόμβου.

Σύνοψη: δ — πολική.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 37 (πολλαπλής επιλογής) — Από τι αποτελείται το Η/Ζ

Ερώτηση: Κάθε ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος (Η/Ζ) αποτελείται βασικά από: α. μια κινητήρια μηχανή (πετρελαιοκινητήρα) και την ηλεκτρογεννήτρια. β. τον πίνακα ελέγχου και αυτοματισμού και την ειδική του βάση. γ. τους συσσωρευτές, το ψυγείο της μηχανής και το σύστημα καυσαερίων. δ. όλα τα παραπάνω βασικά εξαρτήματα, κατάλληλα τοποθετημένα.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. όλα τα παραπάνω βασικά εξαρτήματα, κατάλληλα τοποθετημένα — το Η/Ζ παραδίδεται πλήρες με πετρελαιοκινητήρα, ηλεκτρογεννήτρια, πίνακα ελέγχου-αυτοματισμού, αντικραδασμική βάση, συσσωρευτές με φορτιστή, ψυγείο, σιγαστήρα-σωλήνα καυσαερίων (σελ. 192).

Σύνοψη: δ — όλα τα παραπάνω.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 38 (πολλαπλής επιλογής) — Συμβολισμός ακροδεκτών ηλεκτρογεννήτριας Η/Ζ

Ερώτηση: Οι ακροδέκτες της ηλεκτρογεννήτριας Η/Ζ συμβολίζονται γενικά, όπως οι αντίστοιχοι ακροδέκτες των: α. γεννητριών Σ.Ρ. β. μετασχηματιστών. γ. εναλλακτήρων. δ. κινητήρων Ε.Ρ.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: γ. εναλλακτήρων — η ηλεκτρογεννήτρια του Η/Ζ είναι σύγχρονη τριφασική γεννήτρια Ε.Ρ., δηλαδή εναλλακτήρας — ακροδέκτες U, V, W (X, Y, Z) και N.

Σύνοψη: γ — των εναλλακτήρων (U, V, W, N).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 39 (πολλαπλής επιλογής) — Επιτρεπόμενη υπερφόρτιση Η/Ζ

Ερώτηση: Η επιτρεπόμενη υπερφόρτιση ενός Η/Ζ δεν πρέπει γενικά να είναι μεγαλύτερη από 10% για μία ώρα στο: α. 4ωρο. β. 6ωρο. γ. 8ωρο. δ. 12ωρο.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: δ. 12ωρο — «η επιτρεπόμενη υπερφόρτιση του Η/Ζ, σύμφωνα με τους διεθνείς κανονισμούς (ISO 3046) είναι: 10 % για μία ώρα, ανά δώδεκα (12) ώρες» (σελ. 193).

Σύνοψη: δ — 12ωρο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 40 (πολλαπλής επιλογής) — Τι περιλαμβάνει το σύστημα ασφαλούς λειτουργίας Η/Ζ

Ερώτηση: Η ασφαλής λειτουργία των Η/Ζ εξασφαλίζεται με ειδικό σύστημα που περιλαμβάνει συνήθως: α. σύστημα αυτόματης εκκίνησης και επιτηρητή τάσης δικτύου. β. χρονοδιακόπτη εκκίνησης και επιστροφής τάσης. γ. χρονοδιακόπτη κρατήματος της μηχανής σε λειτουργία. δ. επιτηρητή τάσης γεννήτριας και οπτικές ενδείξεις. ε. όλα τα παραπάνω βασικά μέρη, κατάλληλα συνδεδεμένα.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: ε. όλα τα παραπάνω βασικά μέρη, κατάλληλα συνδεδεμένα — το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου και προστασίας περιλαμβάνει επιλογικό διακόπτη, αυτόματη εκκίνηση με επιτηρητή δικτύου, χρονοδιακόπτες εκκίνησης, επιστροφής τάσης και κρατήματος, επιτηρητή τάσης γεννήτριας και ενδεικτικές λυχνίες (σελ. 196).

Σύνοψη: ε — όλα τα παραπάνω.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Ερώτηση 41 (πολλαπλής επιλογής) — Στροφές τετραπολικού 1~ εναλλακτήρα έλξης για 16⅔ Hz

Ερώτηση: Τετραπολικός 1~ εναλλακτήρας ηλ. έλξης, για να παράγει τάση και ρεύμα συχνότητας 16 2/3 Hz, πρέπει να περιστρέφεται με ns: α. 3.000στρ/min. β. 1.500στρ/min. γ. 750στρ/min. δ. 480στρ/min.

Απάντηση:

Τετραπολικός = p = 2 ζεύγη πόλων. Από \( n_s = \frac{60 \cdot f}{p} = \frac{60 \cdot 16{,}67}{2} = \frac{1000}{2} = 500 \) στρ/min — η ακριβής τιμή για 16⅔ Hz.
Σωστή απάντηση: δ. 480 στρ/min — η πλησιέστερη επιλογή στην υπολογιζόμενη σύγχρονη ταχύτητα 500 στρ/min (τα 3000, 1500, 750 αντιστοιχούν σε 50 Hz με p = 1, 2, 4)· η τιμή 480 προκύπτει ακριβώς αν η συχνότητα ληφθεί 16 Hz (60·16/2 = 480) — πιθανή στρογγυλοποίηση του συγγραφέα. Σε γραπτή απάντηση δίνουμε τον τύπο και τα 500 στρ/min.

Σύνοψη: ns = 60·f/p = 60·16,67/2 = 500 στρ/min· από τις επιλογές η δ (480 — αντιστοιχεί σε 16 Hz)· επισημαίνεται η διαφορά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τύπος + 500 στρ/min + αιτιολογημένη επιλογή δ.

Ερώτηση 42 (πολλαπλής επιλογής) — Τι αντικατέστησε ο εναλλακτήρας αυτοκινήτου

Ερώτηση: Ο εναλλακτήρας αυτοκινήτου αντικατέστησε: α. τον Μ/Σ έλξης. β. τη γεννήτρια Σ.Ρ. γ. τον κινητήρα Σ.Ρ. δ. την ανορθωτική διάταξη.

Απάντηση:

Σωστή απάντηση: β. τη γεννήτρια Σ.Ρ. — «παλιότερα για την παραγωγή Η.Ε. στο αυτοκίνητο χρησιμοποιούσαμε μια γεννήτρια Σ.Ρ. (το γνωστό μας δυναμό) … από το 1960 και μετά … εναλλακτήρα» (σελ. 200).

Σύνοψη: β — τη γεννήτρια Σ.Ρ. (δυναμό).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σωστό γράμμα.

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο