Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2009



PYTANIE NR 26.
Dobierz wartość rezystora połączonego w szereg z diodą LED niebieską U = 3,8 V tak, aby przy zasilaniu napięciem 8 V płynął przez nią prąd o wartości I = 10 mA
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z kwalifikacją zawodową
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystor szeregowy ma przejąć różnicę napięć między zasilaniem a spadkiem na LED.
UR=8 V−3,8 V=4,2 V, a prąd I=10 mA=0,01 A.
Z prawa Ohma R=U/I=4,2/0,01=420 Ω, więc poprawny dobór to 420 Ohm.

Pełne wyjaśnienie:

W połączeniu szeregowym LED z rezystorem prąd jest taki sam w całej gałęzi. Dioda LED ma w zadaniu zadany spadek napięcia U=3,8 V (wartość przy przepływie prądu roboczego), natomiast źródło zasilania ma 8 V. Gdyby nie było rezystora, prąd mógłby wzrosnąć niekontrolowanie i uszkodzić LED, dlatego rezystor ogranicza prąd.

Krok 1: oblicz napięcie na rezystorze
Rezystor "widzi" różnicę między napięciem zasilania a spadkiem na LED:
UR=8 V − 3,8 V = 4,2 V.

Krok 2: zamień prąd na ampery
I=10 mA = 0,01 A. Ten krok jest kluczowy, bo pomyłka jednostek daje wynik nawet 1000 razy błędny.

Krok 3: zastosuj prawo Ohma
R = UR / I = 4,2 V / 0,01 A = 420 Ω.
Odpowiedź "420 Ohm" jest więc poprawna.

Dlaczego pozostałe wartości są nieprawidłowe?

  • "820 Ohm" ograniczyłby prąd zbyt mocno: przy 4,2 V na rezystorze prąd byłby około 5 mA, więc LED świeciłaby wyraźnie słabiej niż zakładane 10 mA.
  • "220 Ohm" dałby prąd większy niż wymagany: 4,2 V/220 Ω ≈ 19 mA, co może przekraczać założenia projektu i zwiększać ryzyko przegrzewania LED.
  • "120 Ohm" spowodowałby jeszcze większy prąd: 4,2 V/120 Ω ≈ 35 mA, co w wielu zastosowaniach jest zdecydowanie zbyt wysokie.

Wskazówka egzaminacyjna: w tego typu zadaniach zawsze odejmuj spadek napięcia LED od napięcia zasilania, a następnie dziel przez prąd w amperach. Dopiero na końcu porównuj wynik z podanymi odpowiedziami.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć rezystor szeregowy do diody LED?
Najpierw policz napięcie na rezystorze: UR=Uzasilania−ULED. Potem zamień prąd na ampery i użyj prawa Ohma: R=UR/I. To standardowy sposób doboru ogranicznika prądu dla LED.
Dlaczego odejmuje się spadek napięcia LED od napięcia zasilania?
W szeregu suma spadków napięć równa się napięciu źródła. LED "zabiera" swoje ULED, a reszta musi odłożyć się na rezystorze. Dlatego w obliczeniach dla rezystora używa się różnicy Uzasilania−ULED, a nie całego napięcia 8 V.
Co oznacza w zadaniu U = 3,8 V dla niebieskiej diody LED?
To przyjęty w zadaniu spadek napięcia w kierunku przewodzenia (często oznaczany jako Vf). Nie jest to napięcie zasilania, tylko napięcie "na diodzie" podczas świecenia. W praktyce Vf zależy od typu LED, temperatury i prądu, ale w zadaniu traktuje się je jako dane.
Jak zamienić 10 mA na ampery w obliczeniach?
Trzeba pamiętać, że 1 mA = 0,001 A. Zatem 10 mA = 10·0,001 A = 0,01 A. Ta zamiana jest kluczowa, bo pozostawienie mA bez przeliczenia prowadzi do wyniku błędnego nawet 1000 razy.
Czy można zasilić LED bez rezystora ograniczającego prąd?
W typowym układzie z napięciowym źródłem zasilania — nie. LED ma nieliniową charakterystykę i niewielka zmiana napięcia może mocno zwiększyć prąd. Rezystor szeregowy stabilizuje prąd i chroni diodę. Wyjątkiem są układy z driverem prądowym, gdzie źródło samo ogranicza prąd.
Jakie są najczęstsze błędy przy doborze rezystora do LED na egzaminie?
Najczęściej: brak odjęcia ULED od Uzasilania, pomyłka jednostek (mA vs A), użycie złego wzoru lub złej kolejności działań. Pomaga zapis: R=(Uzasilania−ULED)/I i kontrola, czy wynik ma sens (kilkaset omów przy kilku voltach i kilku–kilkunastu mA).
Który rezystor będzie za duży, a który za mały dla 10 mA?
Za duży rezystor da mniejszy prąd niż 10 mA (LED będzie świecić słabiej), a za mały rezystor da większy prąd (LED może się przegrzać). W praktyce po obliczeniu R warto szybko oszacować prąd dla innych opcji z I≈UR/R i sprawdzić, czy wychodzi bliżej czy dalej od 10 mA.
Jak dobrać moc rezystora do diody LED w takim układzie?
Po dobraniu R oblicz moc wydzielaną na rezystorze: P=UR·I lub P=I2·R. Następnie wybierz rezystor o mocy znamionowej z zapasem (np. 2×). To ważne w praktyce montażowej, bo zbyt mała moc rezystora powoduje jego przegrzewanie.
Kiedy zamiast rezystora stosuje się stabilizator prądowy do LED?
Gdy zależy Ci na stałym prądzie mimo zmian napięcia zasilania lub temperatury, np. w oświetleniu LED, taśmach zasilanych z przetwornic, lampach dużej mocy. Driver prądowy utrzymuje I na zadanym poziomie, a rezystor szeregowy jest prostszym rozwiązaniem dla małych prądów i prostych wskaźników.
Jak przygotować się do zadań z LED i prawem Ohma na ELM.2?
Ćwicz schemat: UR=Uzasilania−ULED, potem R=UR/I. Rób też zadania na dobór mocy rezystora i szybkie przeliczenia mA↔A. Dobrą metodą jest rozpisywanie jednostek przy każdym kroku, bo to minimalizuje typowe pomyłki.
info

Około 65% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Rezystor szeregowy ma przejąć różnicę napięć między zasilaniem a spadkiem na LED.UR=8 V−3,8 V=4,2 V, a prąd I=10 mA=0,01 A.Z prawa Ohma R=U/I=4,2/0,01=420 Ω, więc poprawny dobór to 420 Ohm."

Źródła:

  • Wikipedia: Prawo Ohma — https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia: Dioda elektroluminescencyjna — https://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna - dostęp 2026-03-02
  • Electronics Tutorials: LED Circuits (LED series resistor concept) — https://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_8.html - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Notatki/rozdział o prawie Ohma i obwodach szeregowych z podręcznika do podstaw elektroniki
  • Karty katalogowe (datasheet) diod LED – pojęcia: Vf, If, tolerancje
  • Ćwiczenia rachunkowe: dobór rezystora dla różnych napięć zasilania i prądów LED
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego