KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2007

PYTANIE NR 41.
Jeśli w układzie na rysunku wyłącznik znajdzie się w pozycji I, to w rezystorze wydziela się moc o wartości około
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który może być częścią egzaminu zawodowego dla mechatroników, w szczególności w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby wyznaczyć moc na rezystorze dla położenia I, najpierw odczytuje się z rysunku konfigurację obwodu i oblicza prąd lub napięcie na tym rezystorze. Następnie stosuje się jeden z równoważnych wzorów: P=U·I, P=I2·R albo P=U2/R (dla wielkości dotyczących badanego rezystora).

Pełne wyjaśnienie:

W położeniu I przełącznika układ ma konkretną konfigurację połączeń (to przełącznik decyduje, które gałęzie są dołączone, a które odłączone). Dlatego pierwszym krokiem jest analiza schematu: wskazanie węzłów, ustalenie, czy rezystory tworzą połączenie szeregowe, równoległe, czy mieszane, oraz określenie, na którym elemencie należy policzyć moc.

Następnie wyznacza się wielkości elektryczne dotyczące tego rezystora:

  • Jeżeli łatwiej obliczyć prąd płynący przez rezystor, stosuje się prawo Ohma i zależność mocy P=I2·R.
  • Jeżeli łatwiej wyznaczyć napięcie na rezystorze, korzysta się z P=U2/R.
  • Gdy zna się jednocześnie napięcie i prąd dla badanego elementu, można użyć P=U·I.

Typowa procedura rachunkowa wygląda tak:

  1. Ustalić rezystancję zastępczą części obwodu widzianej przez źródło (dla połączeń szeregowych: sumowanie rezystancji, dla równoległych: sumowanie odwrotności).
  2. Wyznaczyć prąd całkowity obwodu lub prądy gałęzi (np. przez prawo Ohma oraz podział prądu/napięcia w gałęziach).
  3. Wyliczyć prąd i/lub napięcie na konkretnym rezystorze, dla którego ma być liczona moc.
  4. Podstawić do właściwego wzoru na moc i sprawdzić jednostki (A, V, Ω → W).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne w typowych sytuacjach tego typu:

  • 0 W byłoby poprawne tylko wtedy, gdy przez rezystor nie płynie prąd (przerwa w gałęzi) albo nie ma na nim spadku napięcia. W położeniu I, skoro oblicza się moc, zwykle rezystor jest zasilany.
  • 3,5 W i 5,8 W mogą wynikać z błędnego przyjęcia napięcia źródła jako napięcia na rezystorze lub z pomyłki połączeń (np. policzenia innej konfiguracji przełącznika), ewentualnie z błędu jednostek (mA↔A, kΩ↔Ω).

W zadaniach egzaminacyjnych warto robić szybki test rzędu wielkości: dla typowych napięć kilkunastu woltów i rezystancji rzędu setek omów moc zwykle jest poniżej kilku watów. To pomaga wychwycić pomyłki skali zanim zaznaczy się odpowiedź.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moc na rezystorze liczysz z parametrów tego rezystora: P=U·I. Po przekształceniu masz też P=I2·R lub P=U2/R. Najpierw wyznacz prąd przez rezystor lub napięcie na nim, dopiero potem licz P.
Bo we wzorze P=U2/R napięcie U musi być spadkiem napięcia na badanym rezystorze. W układach z kilkoma elementami (dzielnik, gałęzie równoległe, przełącznik) napięcie źródła zwykle rozkłada się między elementy, więc użycie U źródła zafałszuje wynik.
Pozycja I określa, które styki przełącznika są zwarte, a które rozwarte, czyli jak wygląda aktualna konfiguracja obwodu. W praktyce zmienia to rezystancję zastępczą i wartości prądów/napięć w gałęziach. Zawsze licz obwód dla tej pozycji, nie "ogólnie".
Dla połączenia szeregowego: Rz = R1 + R2 + .... Dla równoległego: 1/Rz = 1/R1 + 1/R2 + .... W układach mieszanych redukuj fragmenty obwodu krokami. To zwykle pierwszy etap przed obliczeniem prądu i mocy.
Moc 0 W jest wtedy, gdy I=0 (przerwa w obwodzie, rozłączona gałąź) albo gdy U=0 na rezystorze (np. oba końce mają ten sam potencjał). Na schemacie szukasz rozwarcia przełącznikiem lub zwarcia omijającego rezystor.
Najczęściej: (1) liczenie dla złego położenia przełącznika, (2) pomylenie połączenia szeregowego z równoległym, (3) użycie napięcia źródła zamiast napięcia na rezystorze, (4) błąd jednostek (mA zamiast A, kΩ zamiast Ω). Każdy z nich daje duży błąd wyniku.
Sprawdzenie rzędu wielkości szybko wykrywa pomyłki skali. Jeśli z prostego obwodu szkolnego nagle wychodzą dziesiątki watów, to zwykle oznacza błąd jednostek lub błędne napięcie podstawione do wzoru. To prosta kontrola, która zwiększa skuteczność na teście.
Wybierz wzór pod to, co najłatwiej policzyć: gdy znasz prąd przez rezystor, użyj P=I2·R. Gdy znasz napięcie na rezystorze, użyj P=U2/R. Gdy znasz oba, najprościej P=U·I. Wszystkie trzy dają to samo, jeśli U i I dotyczą tego samego elementu.
Musisz wyznaczyć parametry konkretnego rezystora: jego prąd lub napięcie. Często wymaga to policzenia prądu gałęzi (dla równoległego) albo spadku napięcia w dzielniku (dla szeregowego). Dopiero potem liczysz P tylko dla wskazanego elementu.
Najpierw "odetnij" mentalnie elementy odłączone (rozwarte styki), a zwarcia traktuj jak przewód. Potem narysuj uproszczony obwód bez przełącznika: tylko źródło i aktualnie połączone rezystory. Wtedy łatwiej policzyć Rz, prądy gałęzi i na końcu moc rezystora.
info

Około 30% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Aby wyznaczyć moc na rezystorze dla położenia I, najpierw odczytuje się z rysunku konfigurację obwodu i oblicza prąd lub napięcie na tym rezystorze."

Źródła:

  • Wikipedia: "Moc (elektryczna)" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_(elektryczna) (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: "Prawo Ohma" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: "Rezystancja" (sekcje o łączeniu rezystorów) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Rezystancja (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Podręcznik/notes z elektrotechniki: prawo Ohma, moc, połączenia rezystorów
  • Zbiór zadań z analizy obwodów DC (rezystory + przełączniki)
  • Karta katalogowa rezystorów (moc znamionowa, dopuszczalna temperatura pracy) – do zrozumienia zastosowań praktycznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego