KWALIFIKACJA TLO1 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 3.
Na tabliczce bocznika amperomierza podano prąd znamionowy 240 A i znamionowy spadek napięcia 30 mV. Ile wynosi wartość natężenia prądu pobieranego przez odbiornik, gdy miliwoltomierz wskazuje napięcie 23 mV?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na boczniku spadek napięcia jest proporcjonalny do prądu.
Skoro 240 A odpowiada 30 mV, to dla 23 mV prąd wynosi I = 240·(23/30) = 184 A. Dlatego poprawna jest wartość 184 A; pozostałe odpowiedzi nie wynikają z tej proporcji.

Pełne wyjaśnienie:

W boczniku amperomierza wykorzystuje się fakt, że jest to element o bardzo małej, stałej rezystancji, na którym powstaje spadek napięcia proporcjonalny do płynącego prądu. Dlatego pomiar prądu realizuje się pośrednio: mierzy się miliwolty na boczniku i przelicza na ampery.

Dane znamionowe bocznika mówią, że:

  • prąd znamionowy: 240 A,
  • znamionowy spadek napięcia: 30 mV.

Oznacza to, że w warunkach znamionowych zależność jest liniowa: U ∝ I. Można więc ułożyć proporcję:

30 mV ↔ 240 A
23 mV ↔ I

Liczymy:

I = 240 A · (23 mV / 30 mV) = 240 · 23 / 30 A

Ułamki w mV skracają się (to celowe: nie trzeba zamieniać mV na V, jeśli oba napięcia są w tej samej jednostce). Otrzymujemy:

I = 240 · 0,7666… ≈ 184 A

Dlaczego pozostałe wartości są błędne?

  • 180 A to wynik "z grubsza" po zaokrągleniu, ale nie odpowiada dokładnej proporcji 23/30.
  • 176 A odpowiadałoby niższemu napięciu na boczniku (około 22 mV), więc nie zgadza się z odczytem 23 mV.
  • 188 A odpowiadałoby wyższemu napięciu (około 23,5 mV), więc jest przeszacowaniem.

W praktyce obsługowej (także w awionice) takie przeliczenie pomaga ocenić, czy odbiornik pobiera prąd zgodny z oczekiwaniami oraz czy nie występuje przeciążenie obwodu. Zawsze warto też pamiętać o zakresie znamionowym bocznika i miernika oraz o niepewności pomiaru.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Bocznik to rezystor o bardzo małej, stabilnej rezystancji, przez który płynie mierzony duży prąd. Miernik mierzy mały spadek napięcia (zwykle w mV) na boczniku i przelicza go na ampery. Dzięki temu można mierzyć duże prądy bez prowadzenia ich przez sam przyrząd.
Najczęściej używa się proporcji z danych znamionowych bocznika: jeśli Uznam odpowiada Iznam, to dla wskazania U prąd wynosi I = Iznam·(U/Uznam). Ważne, by oba napięcia były w tych samych jednostkach (np. mV i mV).
Wzór wykorzystuje iloraz napięć U/Uznam. Gdy oba są w mV, jednostki się skracają, więc wynik jest bezwymiarowy. Przeliczanie na wolty nie zmienia wyniku, a tylko zwiększa ryzyko pomyłki rachunkowej.
W typowym boczniku pomiarowym przyjmuje się liniowość w jego zakresie pracy: U = I·R, gdzie R jest praktycznie stałe. Poza zakresem (przegrzanie, uszkodzenie, zły montaż) rezystancja może się zmieniać i wtedy przeliczenie może dawać błąd.
Najczęstsze błędy to: pomylenie proporcji (odwrócenie ułamka), bezrefleksyjne zaokrąglanie do "ładnej" liczby, niepotrzebne przeliczenia mV↔V oraz mylenie spadku napięcia na boczniku z napięciem zasilania odbiornika.
Można wykonać kontrolę oszacowaniem: 23 mV jest mniejsze niż 30 mV, więc prąd musi być mniejszy niż 240 A. Ponieważ 23/30 to ok. 0,77, prąd powinien wyjść w okolicy 0,77·240 ≈ 185 A. Wynik rzędu 184 A jest więc logiczny.
Tak, napięcie mierzy się na zaciskach bocznika, możliwie "czteroprzewodowo" (Kelvina) w układach precyzyjnych, aby ograniczyć wpływ spadków napięć na przewodach i połączeniach. W praktyce serwisowej kluczowe jest pewne, czyste połączenie i właściwa polaryzacja.
Taki zapis oznacza, że gdy przez bocznik płynie prąd 240 A, to na jego zaciskach powstaje spadek 30 mV. Z tego wynika "czułość" bocznika: ile miliwoltów przypada na 1 amper. Na tej podstawie przelicza się każde inne wskazanie napięcia na prąd.
Pomiary prądów przez boczniki spotyka się przy kontroli obciążeń zasilania, diagnozowaniu przeciążeń odbiorników, testach po naprawach instalacji oraz przy sprawdzaniu pracy systemów elektrycznych. Metoda jest wygodna, bo pozwala mierzyć duże prądy bez rozpinania obwodu.
Tak. Z prawa Ohma R = U/I. Dla danych znamionowych bocznika R = 30 mV / 240 A, czyli bardzo mała rezystancja rzędu ułamków milioma. Taka wartość jest typowa, bo bocznik ma wprowadzać minimalny spadek napięcia i straty mocy.
info

Statystycznie 66% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Na boczniku spadek napięcia jest proporcjonalny do prądu.Skoro 240 A odpowiada 30 mV, to dla 23 mV prąd wynosi I = 240·(23/30) = 184 A."

Źródła:

  • All About Circuits (textbook online), "Ohm’s Law" (Direct Current, Chapter 2), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-2/ohms-law/ - accessed 2026-02-28
  • Wikipedia, "Shunt (electrical)", https://en.wikipedia.org/wiki/Shunt_(electrical) - accessed 2026-02-28
  • Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, "Fundamentals of Electric Circuits", rozdział o prawie Ohma i obwodach rezystancyjnych (DC circuits), McGraw-Hill (wydanie zależne od publikacji)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: obwody prądu stałego, prawo Ohma i pomiary
  • Materiał szkoleniowy z metrologii elektrycznej: boczniki, mierniki analogowe/cyfrowe
  • Instrukcje serwisowe wyposażenia (AMM/CMM) w części dotyczącej pomiarów elektrycznych i ograniczeń prądowych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego