Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2023



PYTANIE NR 13.
Jaką najmniejszą moc znamionową powinien posiadać rezystor R wykorzystany w przedstawionym na schemacie stabilizatorze napięcia?
Ilustracja przedstawia schemat stabilizatora napięcia, który jest częścią egzaminu zawodowego dla technika elektronika w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Moc znamionową rezystora dobiera się na podstawie mocy traconej na nim w pracy układu.
Ze schematu wyznacza się spadek napięcia na R oraz prąd płynący przez ten rezystor, a następnie liczy P=U·I (lub równoważnie). Wynik należy porównać z typowymi mocami i wybrać najmniejszą wartość nie mniejszą od obliczonej, czyli 2 W.

Pełne wyjaśnienie:

W stabilizatorach napięcia z rezystorem szeregowym R (typowo ograniczającym prąd) kluczowe jest policzenie mocy strat wydzielanej właśnie na tym rezystorze. Moc znamionowa elementu musi być co najmniej równa mocy traconej w warunkach pracy, w przeciwnym razie rezystor będzie się przegrzewał i może ulec uszkodzeniu.

Procedura obliczeń jest standardowa:

  • Najpierw z dołączonego schematu odczytuje się wartości potrzebne do obliczeń (napięcia węzłów, wartość R, prądy lub parametry elementu stabilizującego i obciążenia).
  • Wyznacza się spadek napięcia na rezystorze R (różnica napięcia zasilania i napięcia po stronie stabilizowanej, zgodnie z tym, jak rezystor jest włączony w układzie).
  • Wyznacza się prąd płynący przez R. W prostych układach prąd rezystora wynika z bilansu prądów w gałęzi stabilizowanej (często jest to suma prądu obciążenia i prądu elementu stabilizującego, zależnie od topologii).
  • Następnie liczy się moc: P=U·I. Jeżeli wygodniej, można użyć też postaci P=I²·R albo P=U²/R, o ile znane są odpowiednie wielkości.

Po uzyskaniu mocy traconej porównuje się ją z dostępnymi odpowiedziami i wybiera najmniejszą moc znamionową, która nadal jest wystarczająca. Odpowiedź "1 W" jest zbyt mała (nie zapewnia bezpiecznej pracy). Odpowiedzi "5 W" i "10 W" byłyby przewymiarowaniem względem wymagania "najmniejsza", więc choć mogą zadziałać praktycznie, nie spełniają warunku minimalności w pytaniu. Dlatego poprawnym wyborem jest "2 W".

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zwracaj uwagę na słowo najmniejszą i dobieraj moc "w górę" do najbliższej oferowanej wartości, a nie dowolnie większą.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć moc wydzielaną na rezystorze w układzie DC?
Moc na rezystorze liczysz z zależności P=U·I, gdzie U to spadek napięcia na rezystorze, a I to prąd przez niego płynący. Gdy znasz tylko R i I, użyj P=I²·R; gdy znasz U i R, użyj P=U²/R. Ważne, aby U dotyczyło tylko rezystora, nie całego zasilania.
Dlaczego w stabilizatorze rezystor może się mocno nagrzewać?
Rezystor w stabilizatorze często "zrzuca" nadmiar napięcia i ogranicza prąd, więc wydziela energię w postaci ciepła. Im większy spadek napięcia na rezystorze i im większy prąd, tym większa moc strat (P=U·I). Gdy dobierzesz zbyt małą moc znamionową, temperatura elementu rośnie i rośnie ryzyko uszkodzenia.
Co oznacza "moc znamionowa" rezystora na egzaminie?
Moc znamionowa to maksymalna moc, którą rezystor może długotrwale rozpraszać w określonych warunkach (m.in. temperatura otoczenia, montaż). Na egzaminie zwykle przyjmujesz, że moc znamionowa ma być nie mniejsza od obliczonej mocy strat. Jeśli pytanie mówi "najmniejsza", wybierasz najmniejszą wartość z odpowiedzi, która spełnia ten warunek.
Jak z diagramu/schematu wyznaczyć spadek napięcia na rezystorze R?
Spadek napięcia na R to różnica potencjałów na jego zaciskach. Na schemacie identyfikujesz węzeł "przed" rezystorem (np. zasilanie) i węzeł "za" rezystorem (np. punkt stabilizowany). U_R = U_przed − U_za. Uważaj, aby nie pomylić napięcia stabilizowanego z napięciem na obciążeniu, jeśli są to różne punkty układu.
Czy zawsze trzeba dodawać zapas mocy przy doborze rezystora?
W praktyce projektowej zwykle daje się zapas (np. uwzględniając tolerancje, zmiany temperatury i warunki chłodzenia). Jednak w zadaniach testowych często oczekuje się doboru "minimalnej mocy z podanych", czyli najbliższej wartości powyżej obliczonej mocy strat. Jeśli arkusz nie podaje współczynnika zapasu, nie należy go "wymyślać", tylko trzymać się danych i opcji.
Jakie są najczęstsze błędy przy liczeniu mocy na rezystorze w stabilizatorze?
Najczęstsze błędy to: użycie napięcia zasilania zamiast spadku na rezystorze, pominięcie części prądu (np. prądu dodatkowej gałęzi), podstawienie złych jednostek oraz wybór "największej mocy" z przyzwyczajenia. Pomaga zapis: najpierw policz U_R i I_R, potem dopiero P, a na końcu dobierz moc z odpowiedzi jako najmniejszą wystarczającą.
Kiedy lepiej użyć wzoru P=I²·R zamiast P=U·I?
Wzór P=I²·R jest najwygodniejszy, gdy łatwo wyznaczasz prąd przez rezystor i znasz jego wartość R, a spadek napięcia nie jest od razu oczywisty. Z kolei P=U·I jest prosty, gdy masz bezpośrednio U_R i I_R. Oba podejścia są równoważne, jeśli podstawisz poprawne wielkości dotyczące tego samego elementu.
Czy rezystor o większej mocy niż wymagana jest błędem w takim pytaniu?
Technicznie większa moc znamionowa zwykle poprawia niezawodność (mniejsze nagrzewanie), więc w realnym układzie to nie błąd. Jednak w pytaniu egzaminacyjnym z warunkiem "najmniejszą moc znamionową" wybór większej wartości jest oceniany jako niepoprawny, bo nie spełnia kryterium minimalności. Trzeba więc dobrać najmniejszą moc z listy, która nadal jest wystarczająca.
Jak rozpoznać, że pytanie wymaga obliczeń, a nie wiedzy pamięciowej?
Jeśli w treści pojawia się dobór mocy elementu ("jaką moc znamionową"), a do tego jest schemat z wartościami napięć/prądów/rezystancji, to niemal zawsze chodzi o obliczenie mocy strat. Odpowiedzi typu 1 W, 2 W, 5 W, 10 W są typowymi stopniami mocy rezystorów i sugerują, że masz policzyć wynik i dopasować najbliższą wymaganą wartość.
Jak przygotować się do zadań o doborze rezystora na egzamin ELM.2?
Ćwicz trzy kroki: (1) odczyt ze schematu (węzły, kierunki prądów), (2) obliczenie U_R i I_R oraz mocy P, (3) dobór mocy znamionowej jako wartości nie mniejszej od P. Dodatkowo przejrzyj noty katalogowe rezystorów, aby rozumieć, że moc zależy też od temperatury i sposobu montażu, co pomaga w interpretacji zadań.
info

Statystycznie 26% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Wynik należy porównać z typowymi mocami i wybrać najmniejszą wartość nie mniejszą od obliczonej, czyli 2 w."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Moc (fizyka)" – definicje i zależności P=U·I, P=I²·R, https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_(fizyka) (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Prawo Ohma" – zależności między U, I, R używane w przekształceniach wzorów na moc, https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-02-27)
  • All About Circuits: "Resistor Power Rating" – zasada doboru mocy rezystora do mocy traconej, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-2/resistor-power-rating/ (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki/rozprawki dydaktyczne z podstaw elektroniki (moc, prąd, napięcie)
  • Noty katalogowe rezystorów (opis mocy znamionowej i warunków pracy)
  • Ćwiczenia rachunkowe: P=U·I, P=I²·R, P=U²/R w obwodach DC
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego