KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 5.
Fotorezystor, o charakterystyce jak na rysunku, zastosowany w układzie do pomiaru natężenia oświetlenia, przy natężeniu 1000 lx ma rezystancję wynoszącą około
Ilustracja przedstawia wykres zależności rezystancji fotorezystora od natężenia oświetlenia.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wartość rezystancji należy odczytać z wykresu charakterystyki fotorezystora dla natężenia oświetlenia 1000 lx. Punkt odpowiadający 1000 lx wskazuje rezystancję rzędu 100 Ω. Pozostałe odpowiedzi reprezentują błędny odczyt skali lub pomyłkę rzędu wielkości (Ω vs kΩ).

Pełne wyjaśnienie:

Fotorezystor (LDR) jest elementem, którego rezystancja maleje wraz ze wzrostem natężenia oświetlenia. W zadaniu nie wykonuje się obliczeń – kluczową umiejętnością jest poprawny odczyt z wykresu R(E), gdzie E podano w luksach (lx), a R w omach (Ω) lub kiloomach (kΩ).

Aby wyznaczyć rezystancję dla 1000 lx, należy znaleźć na osi natężenia oświetlenia wartość 1000 lx, poprowadzić pionową linię do przecięcia z krzywą charakterystyki, a następnie z osi rezystancji odczytać odpowiadającą jej wartość. Z charakterystyki wynika, że dla 1000 lx rezystancja jest rzędu 100 Ω, więc to jest odpowiedź prawidłowa.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 10 Ω – typowo oznaczałoby znacznie mniejszą rezystancję niż wskazana przez krzywą dla 1000 lx; taki wynik często jest skutkiem zbyt "optymistycznego" odczytu lub pominięcia podziałki osi.
  • 10 kΩ – odpowiadałoby znacznie słabszemu oświetleniu (dużo mniejszej liczbie lx) albo innemu typowi LDR; często to efekt pomylenia Ω z kΩ lub odczytu punktu dla 100 lx.
  • 100 kΩ – to wartość charakterystyczna raczej dla ciemności/półmroku; wybór jej zwykle wynika z odwrócenia zależności (błędne założenie, że większe lx daje większą R).

W praktyce mechatronika taki odczyt jest potrzebny np. przy doborze rezystora w dzielniku napięcia z LDR, aby uzyskać użyteczny zakres napięć na wejściu przetwornika ADC sterownika. Zawsze sprawdzaj też, czy osie wykresu nie są w skali logarytmicznej – wtedy podziałka nie jest "równa", a pomyłki rzędu wielkości zdarzają się najczęściej.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Fotorezystor (LDR) to rezystor, którego opór zmienia się pod wpływem oświetlenia: zwykle maleje przy większym natężeniu światła. W czujniku światła pracuje najczęściej w dzielniku napięcia, dzięki czemu zmiana rezystancji zamienia się na zmianę napięcia mierzoną przez układ.
Znajdź na osi natężenia oświetlenia wartość 1000 lx, poprowadź linię do krzywej charakterystyki, a potem poziomo do osi rezystancji i odczytaj R. Zwróć uwagę, czy osie nie są w skali logarytmicznej oraz czy R podano w Ω czy kΩ.
Na wykresach fotorezystorów często stosuje się duży zakres wartości, więc opis osi bywa w lub w skali logarytmicznej. W pośpiechu łatwo przeoczyć przedrostek "k" i odczytać np. 10 kΩ jako 10 Ω. Pomaga sprawdzanie rzędu wielkości dla typowych luksów.
Najczęstsze błędy to: odczyt z niewłaściwego punktu (100 zamiast 1000 lx), pomylenie skali logarytmicznej z liniową, nieuwzględnienie jednostek na osi rezystancji (Ω/kΩ) oraz odwrócenie zależności (założenie, że większe lx daje większą R).
Nie. Rezystancja przy danym oświetleniu zależy od konkretnego modelu LDR, tolerancji produkcyjnych, temperatury i widma światła. Na egzaminie wartość wynika z podanej charakterystyki (wykresu) dla danego elementu, a nie z "uniwersalnej" liczby.
Najprościej: LDR + rezystor stały jako dzielnik napięcia zasilany np. 5 V. Napięcie z punktu środkowego podajesz na wejście analogowe (ADC) sterownika. Dobór rezystora stałego robisz tak, by w interesującym zakresie lx napięcie zmieniało się wyraźnie i nie "nasycało" ADC.
Dobierz rezystor stały porównywalny z rezystancją LDR w typowych warunkach pracy (np. w środku zakresu lx). Wtedy zmiana oświetlenia daje największą zmianę napięcia na wyjściu dzielnika. Następnie sprawdź skrajne warunki (ciemno/jasno), by nie przekroczyć zakresu ADC.
Fotorezystor ma zwykle wolniejszą reakcję, większą zależność od temperatury i duże rozrzuty parametrów. Fotodioda daje szybszą i bardziej przewidywalną odpowiedź, ale często wymaga wzmacniacza transimpedancyjnego. W prostych aplikacjach mechatronicznych LDR bywa jednak wystarczający i tańszy.
Skalę logarytmiczną stosuje się, gdy wartości obejmują kilka rzędów wielkości, np. rezystancja LDR od kilkudziesięciu Ω do setek kΩ. Dzięki temu krzywa jest czytelniejsza. Skutkiem ubocznym jest to, że odległości na osi nie odpowiadają stałym przyrostom, co wymaga większej uważności.
Ćwicz odczyt z wykresów (także logarytmicznych), pilnuj jednostek (lx, Ω, kΩ) i rzędu wielkości. Powtórz dzielnik napięcia oraz to, jak zmiana rezystancji wpływa na napięcie wejściowe ADC. Dobrą praktyką jest szybka kontrola: czy wynik ma sens przy danym lx.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 45% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Wartość rezystancji należy odczytać z wykresu charakterystyki fotorezystora dla natężenia oświetlenia 1000 lx."

Materiały:

  • Notatki/rozdziały o czujnikach rezystancyjnych w elektronice i mechatronice
  • Karty katalogowe (datasheet) fotorezystorów CdS – przykładowe charakterystyki R(lx)
  • Ćwiczenia z odczytu wykresów: skale liniowe i logarytmiczne oraz przeliczanie Ω↔kΩ

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego