KWALIFIKACJA ELM2 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 35.
Jakie napięcie wskaże woltomierz, jeżeli uszkodzona (przerwa) jest czerwona dioda LED w układzie przedstawionym na schemacie?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który może być częścią egzaminu zawodowego dla kwalifikacji EE3 związanej z
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przerwa w czerwonej diodzie LED oznacza brak przepływu prądu w tej gałęzi, więc nie występuje na niej typowy spadek napięcia LED. Woltomierz wskaże napięcie wynikające z reszty układu w punkcie pomiaru (ustalone przez pozostałe elementy), czyli 5,1 V.

Pełne wyjaśnienie:

Uszkodzenie typu przerwa w diodzie LED oznacza, że element przestaje przewodzić w obu kierunkach w warunkach pracy układu. W praktyce taka gałąź zachowuje się jak rozłączony przewód: prąd nie płynie, a więc nie można oczekiwać "standardowego" spadku napięcia charakterystycznego dla świecącej diody LED.

Woltomierz mierzy różnicę potencjałów między swoimi zaciskami i – dzięki bardzo dużej rezystancji wejściowej – zwykle nie obciąża istotnie badanego węzła. Gdy jedna z gałęzi jest przerwana, napięcie w punkcie pomiaru jest determinowane przez pozostałą część obwodu (np. dzielnik rezystorowy, źródło odniesienia, układ stabilizacji). Dlatego wskazanie miernika nie musi wynosić 0 V, mimo że prąd przez uszkodzoną LED nie płynie.

Poprawne wskazanie to 5,1 V, ponieważ jest to napięcie, które w tym układzie pozostaje ustalone niezależnie od tego, że czerwona LED jest odłączona przerwą. Warto zwrócić uwagę na typowe pułapki:

  • Odpowiedź 2,5 V często wynika z intuicyjnego "spadku na LED" lub błędnego skojarzenia z połową zasilania, ale przerwa eliminuje prąd, więc taki spadek nie jest wymuszony.
  • Odpowiedź 7,5 V bywa efektem zgadywania na podstawie "innego punktu obwodu" (np. sumy spadków), bez prześledzenia, co faktycznie ustala potencjał węzła mierzonego.
  • Odpowiedź 10,1 V sugeruje utożsamienie pomiaru z napięciem zasilania lub sumą napięć w obwodzie, jednak węzeł pomiarowy nie musi przyjmować pełnego zasilania, jeśli jest ograniczany/stabilizowany przez pozostałe elementy.

Na egzaminie kluczowe jest rozróżnienie: LED sprawna i przewodząca (pojawia się spadek napięcia) vs LED z przerwą (gałąź nie wpływa prądowo na obwód, a napięcie węzła wyznacza reszta układu).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
"Przerwa" oznacza, że dioda LED jest elektrycznie rozłączona (jak przecięty przewód), więc prąd przez nią nie płynie. Taka gałąź nie wymusza spadku napięcia typowego dla świecącej LED, a napięcia w węzłach ustalają pozostałe elementy układu.
Woltomierz mierzy różnicę potencjałów między swoimi zaciskami i podłącza się go równolegle do badanego punktu/elementu. Ma dużą rezystancję wejściową, więc zwykle nie zmienia istotnie pracy obwodu, co jest kluczowe przy analizie węzłów.
Bo woltomierz nie mierzy prądu, tylko różnicę potencjałów. Nawet gdy gałąź z LED jest przerwana i nie płynie prąd, węzeł może mieć napięcie ustalone przez zasilanie, dzielnik rezystorowy albo inny tor układu, więc wskazanie może być różne od 0 V.
Najczęściej uczniowie "na pamięć" podstawiają spadek napięcia LED (np. ok. 2 V) mimo przerwy, mylą pomiar napięcia z pomiarem prądu albo zgadują wartość zasilania bez prześledzenia, co ustala potencjał badanego węzła na schemacie.
Zwykle wpływa w ten sposób, że przestaje przewodzić i przestaje obciążać węzeł prądowo. W konsekwencji napięcia w obwodzie mogą się zmienić (czasem nawet wzrosnąć w danym punkcie), bo znika jedna ścieżka przepływu prądu lub element ograniczający.
W praktyce elektroniki 5,1 V bywa spotykane jako poziom napięcia odniesienia lub stabilizacji w prostych układach. Na egzaminie taka wartość często oznacza, że węzeł jest "utrzymywany" przez inne elementy, a nie przez spadek na świecącej LED.
Najczęściej używa się trybu "test diody". Sprawna LED zwykle pokaże spadek napięcia (a czasem lekko zaświeci). Przy przerwie multimetr wskaże brak przewodzenia (np. OL). Wynik zależy od typu LED i napięcia testu w mierniku.
Decyduje ono o tym, które dwa potencjały są porównywane. Ten sam układ może dawać różne odczyty w zależności od punktu pomiaru (np. na LED, na rezystorze, względem masy). Dlatego w zadaniach trzeba dokładnie śledzić węzeł pomiarowy.
Idealny woltomierz (bardzo duża rezystancja wejściowa) praktycznie nie pobiera prądu, więc nie zmienia rozpływu prądów w obwodzie. Realny miernik też zwykle ma na tyle dużą rezystancję, że w prostych układach DC wpływ na wynik jest mały.
Najpierw zaznacz masę i źródła zasilania, potem określ, które elementy przewodzą (a które są "otwarte" przez przerwę). Następnie analizuj węzły: co je "ciągnie" do zasilania lub masy. Na końcu dopasuj wynik do możliwych odpowiedzi.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 40% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Przerwa w czerwonej diodzie LED oznacza brak przepływu prądu w tej gałęzi, więc nie występuje na niej typowy spadek napięcia LED."

Źródła:

  • Wikipedia: "Dioda elektroluminescencyjna" (LED) – opis elementu i charakterystyki ogólne, https://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna (dostęp: 2026-02-28)
  • All About Circuits: sekcja dot. zachowania diod/obwodów przy przerwie i podstaw pomiarów napięcia (podręcznik online), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/ (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia: "Woltomierz" – zasada pomiaru napięcia i połączenie równoległe, https://pl.wikipedia.org/wiki/Woltomierz (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki/elektroniki: prawa Kirchhoffa i analiza obwodów DC
  • Materiały o diagnostyce elementów półprzewodnikowych (LED, diody) multimetrem
  • Ćwiczenia z czytania schematów i wyznaczania napięć węzłowych w prostych układach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego