KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2014

PYTANIE NR 44.
Rezystory R1 = 400 Ω/0,25 W i R2 = 400 Ω/1 W ograniczają prądy płynące przez diody D1, D2. Woltomierze V1, V2 wskazują napięcie po 15 V. Oznacza to, że
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z kwalifikacjami
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy spadku napięcia 15 V na rezystorze 400 Ω moc wynosi P=U²/R=15²/400≈0,56 W.
To przekracza 0,25 W, więc rezystor 0,25 W jest przeciążony. Moc 0,56 W nie przekracza 1 W, więc rezystor 1 W nie jest przeciążony.

Pełne wyjaśnienie:

Aby ocenić, czy rezystor jest przeciążony, porównuje się moc wydzielaną na nim z jego mocą znamionową (np. 0,25 W lub 1 W). Gdy moc wydzielana jest większa od znamionowej, rezystor może się przegrzać, zmienić wartość, a nawet ulec uszkodzeniu.

W treści podano, że woltomierze wskazują po 15 V. Dla rezystora o oporze 400 Ω i napięciu 15 V moc strat można policzyć najprościej ze wzoru:

P = U² / R

Podstawienie danych: P = 15² / 400 = 225 / 400 = 0,5625 W, czyli w przybliżeniu 0,56 W.

Teraz porównanie z mocami znamionowymi:

  • Dla R1 = 0,25 W: 0,56 W > 0,25 W, więc R1 jest przeciążony.
  • Dla R2 = 1 W: 0,56 W < 1 W, więc R2 nie jest przeciążony.

Dlatego poprawne jest stwierdzenie: "rezystor R1 jest przeciążony."

Pozostałe odpowiedzi są błędne, bo ignorują porównanie mocy obliczonej z mocą znamionową: stwierdzenie, że oba są przeciążone, pomija fakt, że 1 W ma zapas; stwierdzenie, że żaden nie jest przeciążony, przeczy wynikowi 0,56 W względem 0,25 W; a stwierdzenie o przeciążeniu R2 jest sprzeczne z zapasem mocy 1 W.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy znasz napięcie na rezystorze i jego opór, wzór P=U²/R zwykle jest najszybszy i zmniejsza ryzyko błędów pośrednich.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najwygodniej użyć wzoru P=U²/R. Podstawiasz napięcie na rezystorze (w woltach) i jego opór (w omach), a wynik otrzymujesz w watach. To szybka metoda, bo nie wymaga najpierw liczenia prądu.
Bo w treści podano bezpośrednio napięcie (15 V) oraz opór (400 Ω). Wzór P=U²/R korzysta dokładnie z tych danych, więc skraca obliczenia i zmniejsza ryzyko pomyłki. Wzór P=U·I też zadziała, ale wymaga wcześniej policzenia prądu.
Przeciążenie oznacza, że moc strat wydzielana w rezystorze jest większa od jego mocy znamionowej (np. 0,25 W). W praktyce może to powodować silne nagrzewanie, zmianę wartości oporu, przyspieszone starzenie, a nawet spalenie elementu i uszkodzenia w układzie.
Oblicz moc na rezystorze i porównaj ją z 0,25 W. Jeśli P>0,25 W, rezystor jest przeciążony. Dodatkowo w praktyce zostawia się zapas (np. nie pracuje na granicy mocy), bo temperatura otoczenia i sposób montażu wpływają na dopuszczalną moc.
Stosujesz prawo Ohma: I=U/R. Dla 15 V i 400 Ω otrzymasz I=15/400=0,0375 A, czyli 37,5 mA. Mając prąd, możesz też policzyć moc z P=U·I, co da ten sam wynik co P=U²/R.
Nie zawsze. Nawet przy tej samej rezystancji obciążenie zależy od napięcia/prądu w danym miejscu układu oraz od mocy znamionowej elementu. Dwa rezystory 400 Ω mogą mieć różne moce dopuszczalne (np. 0,25 W i 1 W), więc jeden może być przeciążony, a drugi nie.
Najczęściej: wyraźne nagrzewanie, przebarwienia obudowy, zapach przegrzanej izolacji, zmiana wartości oporu (dryf), pęknięcie powłoki lub przerwanie obwodu. W układach mechatronicznych może to powodować niestabilną pracę czujników, sygnalizacji LED lub wejść sterownika.
Bo warunki pracy w realnym urządzeniu nie są idealne: temperatura otoczenia może być wyższa, chłodzenie gorsze, a napięcie może wzrosnąć. Zapas mocy zwiększa niezawodność. Dlatego praktycznie unika się pracy rezystora przy mocy bliskiej znamionowej.
Stosuje się go wtedy, gdy źródło zasilania lub sterownik nie zapewnia ograniczenia prądu, a dioda (np. LED) wymaga kontroli prądu pracy. Rezystor "przejmuje" część napięcia i stabilizuje prąd, co chroni diodę przed przekroczeniem dopuszczalnych wartości.
Częste pomyłki to: użycie napięcia zasilania zamiast spadku napięcia na rezystorze, błąd jednostek (mA vs A), błędne przeliczenie 0,25 W, oraz wniosek "oba rezystory są takie same, więc oba przeciążone". Pomaga schemat i policzenie P dla każdego elementu osobno.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 64% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Przy spadku napięcia 15 V na rezystorze 400 Ω moc wynosi P=U²/R=15²/400≈0,56 w.To przekracza 0,25 W, więc rezystor 0,25 W jest przeciążony."

Źródła:

  • Wikipedia: "Moc elektryczna" (zależności P=U·I oraz P=U²/R) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_elektryczna (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Prawo Ohma" (zależności między U, I, R) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Rezystor" (moc znamionowa i podstawowe parametry elementu) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Rezystor (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręcznik/skompendium z elektrotechniki: prawo Ohma i moc w obwodach DC
  • Notatki z elektroniki podstawowej: dobór rezystorów dla diod LED
  • Zadania rachunkowe z mocy na rezystorach (P=U²/R, P=I²R)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego