KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - STYCZEŃ 2012

PYTANIE NR 16.
Maksymalna wartość natężenia prądu płynącego przez rezystor R0 wynosi
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest prawdopodobnie częścią pytania egzaminacyjnego z kwalifikacji
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Maksymalny prąd przez rezystor R0 wyznacza się z danych układu (z dołączonego schematu), obliczając napięcie odkładające się na R0 i stosując prawo Ohma I=U/R. Po poprawnym uwzględnieniu połączeń w obwodzie otrzymuje się wartość 5 A; pozostałe odpowiedzi wynikają z pominięcia podziału napięcia lub błędnej redukcji rezystancji.

Pełne wyjaśnienie:

Aby wyznaczyć maksymalną wartość natężenia prądu płynącego przez rezystor R0, trzeba oprzeć się na danych z dołączonego schematu obwodu (wartości napięć, rezystancji oraz sposób połączeń elementów). W typowych zadaniach dla obwodów prądu stałego (DC) postępuje się według stałego schematu:

  1. Zidentyfikuj, czy R0 jest połączony szeregowo czy równolegle z innymi rezystorami oraz jakie napięcie/źródło "widzi" ta gałąź.
  2. Policz rezystancje zastępcze fragmentów obwodu (redukcja połączeń szeregowych i równoległych), aby wyznaczyć prąd w odpowiedniej gałęzi lub napięcie na R0.
  3. Wyznacz napięcie na R0 (np. z dzielnika napięcia w szeregu albo jako napięcie wspólne dla gałęzi równoległych).
  4. Zastosuj prawo Ohma: IR0=UR0/R0. Jeśli zadanie używa pojęcia "maksymalna wartość", należy przyjąć warunki pracy obwodu wskazane na schemacie jako dające największy prąd (np. stan przełączenia, skrajne napięcie zasilania lub konfigurację powodującą najmniejszą rezystancję widzianą przez R0).

Po wykonaniu tych kroków na podstawie danych z rysunku otrzymuje się prąd maksymalny równy 5 A.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 3,3 A – często wynika z użycia niewłaściwego napięcia (np. przyjęcia napięcia zasilania zamiast napięcia na gałęzi z R0) albo z błędnego zaokrąglenia pośrednich wyników.
  • 4 A – typowy efekt pomylenia prądu całkowitego obwodu z prądem płynącym przez konkretny rezystor lub nieuwzględnienia rozgałęzienia prądu w połączeniu równoległym.
  • 2,5 A – często pojawia się, gdy ktoś błędnie uzna, że prąd dzieli się "po równo" między gałęzie, mimo że podział zależy od rezystancji (im mniejsza rezystancja gałęzi, tym większy prąd).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze zapisuj co jest dane z rysunku i jakie napięcie jest na R0; dopiero potem licz prąd. To ogranicza pomyłki z doborem niewłaściwego U w zależności od topologii obwodu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najpierw ustal napięcie na tym rezystorze (nie zawsze równe napięciu zasilania). Następnie zastosuj prawo Ohma: I=U/R. Jeśli rezystor jest w gałęzi równoległej, prąd zależy od rezystancji tej gałęzi; w szeregu prąd jest taki sam w całym szeregu.
Zwykle chodzi o największy możliwy prąd w danych warunkach pracy układu pokazanych na schemacie: przy skrajnym napięciu zasilania, w określonym stanie przełącznika albo przy konfiguracji dającej najmniejszą rezystancję "widzianą" przez rozpatrywany element. Trzeba sprawdzić, co dokładnie wynika z rysunku.
Bo R0 może nie być podłączony bezpośrednio do źródła. Jeśli w obwodzie są inne elementy, występuje podział napięcia (połączenie szeregowe) albo to samo napięcie jest wspólne dla gałęzi (połączenie równoległe). Błędny dobór U prowadzi do złego prądu z I=U/R.
Najczęściej myli się prąd całkowity z prądem gałęzi oraz zakłada "równy podział" prądu. W rzeczywistości prąd dzieli się odwrotnie proporcjonalnie do rezystancji gałęzi: mniejsza rezystancja oznacza większy prąd. Warto policzyć prądy gałęzi osobno i dopiero potem je zsumować.
Połączenie szeregowe jest wtedy, gdy przez elementy płynie ten sam prąd (jeden tor przepływu). Połączenie równoległe jest wtedy, gdy elementy są między tymi samymi dwoma węzłami (mają to samo napięcie). Pomaga zaznaczenie węzłów i uproszczenie schematu do postaci bloków.
Często da się rozwiązać zadanie redukcją rezystancji i prawem Ohma, ale prawa Kirchhoffa (KCL i KVL) są uniwersalne i pomagają, gdy układ nie redukuje się prosto. W praktyce egzaminacyjnej warto znać podstawy: suma prądów w węźle i suma spadków napięć w oczku.
Po wyznaczeniu prądu sprawdza się moc strat: P=I2R albo P=UI. Jeśli moc przekroczy moc znamionową rezystora, element będzie się przegrzewał. W praktyce dobiera się zapas (np. większa moc rezystora) oraz analizuje warunki najgorszego przypadku, czyli właśnie "maksimum".
Takie wartości zwykle odpowiadają typowym pomyłkom: użyciu niewłaściwej rezystancji zastępczej, nieuwzględnieniu rozgałęzienia prądu lub błędnemu odczytaniu parametrów z rysunku. Distraktory są po to, by sprawdzić, czy analizujesz konkretną gałąź (R0), a nie cały obwód.
Zrób kontrolę rzędu wielkości: większe napięcie i mniejsza rezystancja dają większy prąd. Porównaj też z prądem całkowitym: w gałęzi równoległej prąd gałęzi nie może być większy niż prąd źródła. Pomaga też przeliczenie alternatywną metodą (np. przez napięcie na gałęzi).
Ćwicz seriami: (1) redukcja rezystorów szeregowo/równolegle, (2) dzielnik napięcia i dzielnik prądu, (3) obliczanie prądu w gałęziach. Rozwiązuj zadania ze schematami i zapisuj węzły. Na egzaminie najpierw ustal topologię połączeń, dopiero potem podstawiaj do wzorów.
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • Allan H. Robbins, Wilhelm C. Miller, "Circuit Analysis: Theory and Practice", rozdziały o prawie Ohma i obwodach rezystorowych (DC)
  • Thomas L. Floyd, "Electronic Devices" / "Układy elektroniczne" (wydania tłumaczone), dział: podstawy obwodów, prawo Ohma, połączenia rezystorów
  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "Sztuka elektroniki" (The Art of Electronics), część wprowadzająca: podstawowe prawa obwodów i analiza prostych układów rezystorowych

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw elektrotechniki/elektroniki (prawo Ohma, obwody DC)
  • Zbiór zadań z analizy obwodów rezystorowych (połączenia mieszane)
  • Materiały dydaktyczne o czytaniu schematów (oznaczenia i konwencje)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego