W jakim zawodzie przydaje się ta wiedza?

Wiedza ta jest potrzebna w zawodach: TECHNIK AWIONIK.

Gdzie mogę przećwiczyć więcej pytań z kwalifikacji TLO.01?

Więcej pytań z kwalifikacji TLO.01 znajdziesz na Zawodowe.edu.pl - darmowa baza pytań CKE z symulatorem egzaminu.

Kwalifikacja: TLO.01 - Wykonywanie obsługi technicznej wyposażenia awionicznego i elektrycznego statków powietrznych

Q: Do jakiej kwalifikacji zawodowej należy to pytanie?

To pytanie pochodzi z kwalifikacji TLO.01 - Wykonywanie obsługi technicznej wyposażenia awionicznego i elektrycznego statków powietrznych. Wymagana w zawodzie: Technik awionik.

Zawód: Technik awionik

Kategorie: Instalacje elektryczne Podstawy fizyki lotniczej

W obwodzie zgodnym z zamieszczonym schematem, napięcie zmierzone na rezystorze R₁ jest równe 30 V. Ile wynosi wartość napięcia na rezystorze R₂, jeżeli R₁ = 45 Ω a R₂ = 60 Ω ?

Ilustracja do pytania z kwalifikacji TLO.01

W tym zadaniu kluczowe jest zauważenie, że rezystory R1 i R2 są połączone szeregowo, a woltomierz mierzy spadek napięcia tylko na R1. Skoro na R1 jest 30 V i wiemy, że R1 = 45 Ω, to najpierw liczymy prąd płynący w obwodzie z prawa Ohma: I = U1 / R1 = 30 V / 45 Ω = 0,667 A (w przybliżeniu 2/3 A). W obwodzie szeregowym ten sam prąd płynie przez wszystkie elementy, czyli dokładnie ten sam prąd płynie przez R2. Dzięki temu napięcie na R2 liczymy znowu z prawa Ohma: U2 = I · R2 = 0,667 A · 60 Ω ≈ 40 V. To właśnie dlatego poprawną odpowiedzią jest 40 V. W praktyce w instalacjach lotniczych i ogólnie w technice, takie proste przeliczenia robi się bardzo często przy analizie obwodów zasilania, np. przy doborze przekrojów przewodów, bezpieczników czy rezystorów ograniczających prąd w czujnikach i modułach awioniki. Moim zdaniem warto zapamiętać ogólną zasadę: w połączeniu szeregowym prąd jest wszędzie taki sam, a napięcia rozkładają się proporcjonalnie do rezystancji. Tutaj łatwo to sprawdzić też „na skróty”: stosunek napięć na rezystorach jest równy stosunkowi ich rezystancji. Czyli U2/U1 = R2/R1 = 60/45 = 4/3. Z tego U2 = U1 · 4/3 = 30 V · 4/3 = 40 V. Takie proporcje bardzo przyspieszają analizę, zwłaszcza kiedy trzeba szybko ocenić, jakie napięcia pojawią się na poszczególnych elementach w instalacji elektrycznej samolotu, żeby nie przekroczyć dopuszczalnych wartości podanych w dokumentacji serwisowej czy w kartach katalogowych elementów elektronicznych. To jest podstawowa, ale jednocześnie bardzo praktyczna umiejętność w pracy technika i inżyniera.

Na tym przykładzie dobrze widać, jakie typowe pułapki pojawiają się przy analizie prostych obwodów rezystancyjnych. Niektóre odpowiedzi kuszą tym, że wyglądają intuicyjnie, ale stoją za nimi błędne założenia. Najczęstszy błąd to założenie, że skoro rezystory są takie „podobne” i mamy podane napięcie na jednym z nich, to na drugim musi być to samo, czyli 30 V. To jest myślenie w stylu: skoro połączone szeregowo, to wszystko jest „równo”. Tymczasem w połączeniu szeregowym równe jest natężenie prądu, a nie napięcie. Napięcie dzieli się proporcjonalnie do wartości rezystancji, więc jeśli rezystancje są różne, to i spadki napięcia będą inne. Druga skrajność to odpowiedzi oparte na przypadkowym dodawaniu lub porównywaniu liczb, na przykład wybór 60 V tylko dlatego, że R2 ma większą rezystancję, więc ktoś „czuje”, że napięcie też powinno być większe, ale bez policzenia. Owszem, napięcie na większej rezystancji jest większe, ale jego wartość wynika z konkretnego prądu w obwodzie, a nie z prostego dodania 30 V + coś tam. Podobnie 90 V może wynikać z mylnego dodania napięć: 30 V na R1 i „na oko” 60 V na R2. Takie podejście ignoruje fundament – prawo Ohma i zależność U = I · R. Z mojego doświadczenia typowym błędem w technikum jest też pomijanie tego, że woltomierz mierzy tylko fragment obwodu, a nie całe źródło zasilania. Tu woltomierz jest podłączony równolegle do R1, więc pokazuje wyłącznie spadek napięcia na tym jednym rezystorze, nie na całym obwodzie. Żeby poprawnie policzyć napięcie na R2, trzeba najpierw wyznaczyć prąd z informacji o R1 i jego napięciu, a dopiero potem użyć tego prądu do obliczenia U2. Tak robi się to zgodnie z dobrą praktyką inżynierską, także w lotniczych instalacjach elektrycznych: zawsze najpierw ustala się prąd w gałęzi, a potem z niego wynikają spadki napięć i moce strat. Pomijanie tego kroku prowadzi do takich właśnie błędnych, „intuicyjnych” odpowiedzi, które nie trzymają się praw fizyki.

W obwodzie zgodnym z zamieszczonym schematem, napięcie zmierzone na rezystorze R₁ jest równe 30 V. Ile wynosi wartość napięcia na rezystorze R₂, jeżeli R₁ = 45 Ω a R₂ = 60 Ω ?

Odpowiedzi

Informacja zwrotna