KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 28.
Na podstawie oscylogramów przedstawionych na rysunku można stwierdzić, że w badanym układzie prostowniczym
Ilustracja przedstawia schemat układu prostowniczego oraz odpowiadające mu oscylogramy.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W układzie prostowniczym przerwa w jednej gałęzi mostka powoduje zanik przewodzenia dla części cyklu i charakterystyczne "braki" w przebiegu napięcia wyjściowego na oscylogramie.
Wskazanie gałęzi z D2–R–D4 oznacza, że w tej ścieżce prąd nie płynie, co odpowiada obserwowanym zniekształceniom.

Pełne wyjaśnienie:

W prostowniku (typowo mostkowym) kształt napięcia na wyjściu zależy od tego, które elementy przewodzą w danym półokresie. Oscylogramy pozwalają ocenić, czy układ realizuje prostowanie pełnookresowe, czy "gubi" jedną z dróg przewodzenia.

Odpowiedź "nastąpiła przerwa w obwodzie D2, R, D4" opisuje sytuację, w której jedna z gałęzi odpowiedzialnych za przewodzenie w określonych półokresach jest rozłączona (np. przerwana dioda, przerwany rezystor obciążenia, pęknięta ścieżka, zimny lut). Taka przerwa nie musi całkowicie wyzerować napięcia w każdym momencie, ale zwykle powoduje, że część wyprostowanych "połówek" nie pojawia się lub ma wyraźnie inny poziom/kształt, co jest widoczne na przebiegach.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "nastąpiła przerwa w obwodzie Dl, R, D3" (czyli analogiczna przerwa, ale w innej gałęzi) dawałaby inny układ brakujących fragmentów przebiegu. W diagnostyce oscylogramem istotne jest, który półokres znika oraz gdzie występują zapady – to pozwala przypisać usterkę do konkretnej pary diod/ścieżki.
  • "nastąpiło zwarcie diody Dl i D3" sugeruje uszkodzenie typu zwarciowego. Zwarcie diody w prostowniku zwykle prowadzi do przeciążenia źródła, nietypowego spłaszczenia/obcięcia przebiegu, a często do znacznego wzrostu prądu i nagrzewania. Obraz na oscylogramie w takim przypadku jest jakościowo inny niż przy przerwie.
  • "nastąpiło zwarcie diody D2 i D4" również oznacza zwarcie dwóch diod. Taki scenariusz w mostku jest szczególnie destrukcyjny i powinien dawać objawy przeciążeniowe i silne zniekształcenia, a nie "selektywne" braki przewodzenia typowe dla rozłączenia gałęzi.

Wskazówka egzaminacyjna: przy pytaniach z oscylogramami najpierw ustal, czy przebieg odpowiada prostowaniu pełnookresowemu czy jednopołówkowemu, a dopiero potem mapuj brakujące fragmenty na pary elementów przewodzących w danym półokresie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Oscylogram to wykres napięcia (lub prądu) w funkcji czasu zarejestrowany oscyloskopem. W prostowniku pokazuje m.in. czy przebieg jest wyprostowany pełnookresowo, jak duże są tętnienia oraz czy występują braki półokresów, zapady lub obcięcia typowe dla przerwy albo zwarcia diod.
Przerwa zwykle powoduje, że dla części cyklu prąd nie może popłynąć właściwą drogą, więc na wyjściu pojawiają się "dziury" lub wyraźnie zredukowane fragmenty przebiegu. Charakterystyczne jest to, że zanik dotyczy tylko wybranych półokresów (zależnie od tego, która para elementów powinna wtedy przewodzić).
Przerwa oznacza brak przewodzenia w danej ścieżce, więc napięcie na wyjściu "nie powstaje" w określonych momentach. Zwarcie oznacza przewodzenie niezależnie od polaryzacji i często tworzy nieprawidłową drogę prądu, co prowadzi do przeciążenia transformatora/źródła, silnych zniekształceń oraz ryzyka przepalenia bezpiecznika lub przegrzania elementów.
Najczęstsze przyczyny to: uszkodzenie diody (przerwa złącza), pęknięta ścieżka PCB, zimny lut, odlutowana końcówka elementu lub uszkodzony rezystor obciążenia. W montażu i instalowaniu układów elektronicznych ważne jest też sprawdzenie poprawności połączeń i jakości lutowania.
Trzeba zwrócić uwagę na punkt masy sondy (żeby nie spowodować zwarcia), dobrać odpowiednią sondę (często x10), zakres napięć i sprzężenie wejścia. Przy układach zasilania należy zachować ostrożność, bo błędne podłączenie masy może uszkodzić badany układ lub oscyloskop. W razie wątpliwości stosuje się separację lub pomiary różnicowe.
Praca jednopołówkowa oznacza, że na wyjściu wykorzystuje się tylko jedną połówkę sinusoidy (np. dodatnią), a druga nie jest prostowana. Na oscylogramie widać wtedy impulsy z odstępami i większe tętnienia. W mostku diodowym taki efekt może wskazywać na przerwę jednej z dróg przewodzenia lub uszkodzenie elementu w gałęzi.
Sprawny mostek bez kondensatora filtrującego daje na wyjściu przebieg pełnookresowo wyprostowany: "garby" pojawiają się w każdym półokresie, zawsze o tej samej polaryzacji. Częstotliwość tętnień jest większa niż na wejściu, a amplituda jest pomniejszona o spadki napięć na przewodzących diodach.
Może dawać podobny efekt, bo dioda włączona odwrotnie blokuje przewodzenie w sytuacjach, w których powinna przewodzić. W praktyce skutkiem są braki fragmentów przebiegu, duże tętnienia lub spadek napięcia wyjściowego. Dlatego przy diagnostyce warto łączyć analizę oscylogramu z kontrolą montażu (kierunek paska-katody, połączenia na PCB).
Usterka obciążenia (np. przerwa rezystora) często powoduje, że napięcie może "rosnąć" bez poboru prądu lub ma nietypowy poziom zależnie od reszty układu, a objawy mogą różnić się przy podłączeniu obciążenia zastępczego. Usterka diody wpływa bardziej selektywnie na kształt pełnookresowego przebiegu (brak części impulsów).
Warto przećwiczyć rozpoznawanie: prostowanie jednopołówkowe i dwupołówkowe, wpływ filtra RC/LC, oraz typowe uszkodzenia (przerwa, zwarcie, zła polaryzacja). Pomaga też rysowanie, które elementy przewodzą w danym półokresie, i porównywanie tego z tym, co widać na oscylogramie.
info

Statystycznie 63% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", 3rd edition, rozdział o diodach i prostownikach (rectifiers, power supplies), Cambridge University Press, 2015.
  • U. Tietze, Ch. Schenk, "Electronic Circuits: Handbook for Design and Application", rozdział dotyczący prostowników i zasilaczy (rectifier circuits), Springer (wydanie anglojęzyczne; konkretny rozdział o diodach/prostownikach).
  • All About Circuits, artykuł: "Bridge Rectifier" (omówienie działania i przebiegów), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/bridge-rectifiers/ - dostęp 2026-03-01.

Materiały:

  • Podręczniki do elektroniki analogowej: prostowniki, zasilacze, filtracja tętnień
  • Instrukcje obsługi oscyloskopów (pomiar napięć, masa, sonda x10, unikanie zwarć)
  • Karty katalogowe diod prostowniczych (parametry i typowe tryby uszkodzeń)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego