Przejdź do głównej treści
  1. Strona główna
  2. Technik mechatronik
  3. ELM.03
  4. Pytanie

Kwalifikacja: ELM.03 - Montaż, uruchamianie i konserwacja urządzeń i systemów mechatronicznych

Zawód: Technik mechatronik

Kategorie: Układy mechatroniczne Elementy i podzespoły Pomiary i diagnostyka

Słowa kluczowe: Drugie prawo Kirchhoffa Prawo Ohma Rezystancja zastępcza

Ile wynosi wartość napięcia między punktami A i B w obwodzie, którego schemat przedstawiono na rysunku?

Ilustracja do pytania z kwalifikacji ELM.03
Wartość napięcia między punktami A i B wynosi 15 V, ponieważ w tym obwodzie trzeba uwzględnić nie tylko sumę rezystancji, ale też zwroty źródeł napięcia. Rezystory 2 Ω, 3 Ω i 5 Ω są połączone szeregowo, więc ich rezystancja zastępcza to 10 Ω. Źródła 20 V i 10 V są skierowane przeciwnie w oczku, dlatego napięcie wymuszające prąd w obwodzie wynosi 20 V - 10 V = 10 V. Prąd w obwodzie ma więc wartość $I=\frac{10}{10}=1\,A$. Przy takim prądzie spadek napięcia na rezystorze 5 Ω wynosi 5 V. Idąc od punktu A dolną gałęzią do punktu B, najpierw tracimy 5 V na rezystorze 5 Ω, a potem jeszcze 10 V na źródle napięcia. Razem daje to 15 V różnicy potencjałów między A i B. Moim zdaniem to bardzo dobry przykład, bo pokazuje typową praktyczną zasadę: przed liczeniem trzeba ustalić biegunowość źródeł i kierunek prądu, a nie tylko dodawać przypadkowe liczby ze schematu. W pomiarach rzeczywistych woltomierz podłączylibyśmy równolegle między A i B, pamiętając o polaryzacji przewodów pomiarowych. To jest zgodne z dobrą praktyką branżową: najpierw analiza schematu, potem pomiar, a na końcu interpretacja znaku i wartości napięcia.
Jeżeli wyszła inna wartość niż 15 V, to najczęściej problem leży w pominięciu kierunków źródeł napięcia albo w potraktowaniu obwodu tak, jakby wszystkie napięcia po prostu się dodawały. W tym układzie źródła 20 V i 10 V nie wspomagają się w pełni, tylko działają przeciwnie w jednym oczku. Dlatego do wyznaczenia prądu nie wolno przyjąć 30 V jako napięcia zasilającego cały obwód. To dałoby zawyżony prąd i potem złe spadki napięć na rezystorach. Z drugiej strony sama wartość 5 V może się pojawić, gdy ktoś policzy tylko spadek napięcia na rezystorze 5 Ω i zapomni, że między A i B znajduje się jeszcze źródło 10 V. To jest dość typowa pułapka na schematach: punkty pomiarowe nie zawsze obejmują tylko jeden element bierny. Wartość 12 V też nie wynika poprawnie z prawa Ohma ani z II prawa Kirchhoffa dla tego oczka; zwykle bierze się z przypadkowego mieszania rezystancji, np. z nieuwzględnienia całkowitej rezystancji szeregowej 2 Ω + 3 Ω + 5 Ω. Z kolei 17 V może wyglądać „blisko”, ale w analizie obwodów blisko nie znaczy dobrze, bo każdy spadek napięcia musi mieć uzasadnienie w prądzie i rezystancji. Poprawne podejście jest takie: ustalić rezystancję zastępczą 10 Ω, określić napięcie wypadkowe źródeł 10 V, policzyć prąd 1 A, a potem przejść od A do B przez elementy znajdujące się między tymi punktami. W praktyce serwisowej taka metoda chroni przed błędną diagnozą, na przykład przed uznaniem sprawnego zasilacza za uszkodzony tylko dlatego, że pomiar wykonano bez analizy biegunowości.

Wymagane logowanie

Ocenianie trudności pytań jest dostępne tylko dla zalogowanych użytkowników. Zaloguj się, aby skorzystać z pełni możliwości platformy.

Twoja ocena pomoże innym uczniom w przygotowaniu do egzaminu, a Tobie pozwoli na dostęp do spersonalizowanych statystyk.

Zgłoś błąd w pytaniu

Rozwiń sekcję i zmień pole, którego dotyczy błąd. Wyślemy tylko zmienione sekcje.

Błędna kwalifikacja
Błąd w treści pytania
Błąd w treści odpowiedzi
Błąd w obrazie
Dane kontaktowe (opcjonalnie)
Podaj email, jeśli chcesz otrzymać informację o rozpatrzeniu zgłoszenia.