KWALIFIKACJA ELE2 - TEST WIEDZY NR 10

PYTANIE NR 2.
Rozważ układ dwóch cewek o indukcyjnościach L1=4H i L2=6H połączonych równolegle. Oblicz indukcyjność zastępczą.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla dwóch cewek połączonych równolegle (bez sprzężenia) obowiązuje zależność:
1/Leq = 1/L1 + 1/L2. Po podstawieniu L1=4 H i L2=6 H otrzymujemy 1/Leq = 1/4 + 1/6 = 5/12, więc Leq = 12/5 = 2,4 H. Wynik jest mniejszy niż 4 H i 6 H, co potwierdza poprawność.

Pełne wyjaśnienie:

W połączeniu równoległym cewek (przy typowym założeniu, że nie ma sprzężenia magnetycznego między nimi) indukcyjność zastępczą wyznacza się analogicznie do rezystorów połączonych równolegle, czyli poprzez sumowanie odwrotności indukcyjności:

1/Leq = 1/L1 + 1/L2

Podstawiamy dane:

1/Leq = 1/4 + 1/6

Sprowadzamy do wspólnego mianownika 12:

1/4 = 3/12, a 1/6 = 2/12, więc:

1/Leq = 3/12 + 2/12 = 5/12

Odwracamy obie strony, aby otrzymać Leq:

Leq = 12/5 = 2,4 H

Kontrola sensowności: przy połączeniu równoległym indukcyjność zastępcza powinna być mniejsza od najmniejszej z indukcyjności składowych. Najmniejsza to 4 H, a wynik 2,4 H jest mniejszy, więc zgadza się fizycznie.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • 10 H to suma 4 H + 6 H, czyli wynik typowy dla połączenia szeregowego, a nie równoległego.
  • 4 H oraz 6 H sugerują błędne założenie, że gałąź "dominuje" lub że indukcyjność się nie zmienia po dołączeniu drugiej cewki; w równoległym połączeniu Leq musi się zmniejszyć.

Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj prostą regułę kontroli – dla dwóch dodatnich indukcyjności równolegle zawsze wyjdzie wartość poniżej mniejszej z nich.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stosuje się zależność dla cewek niesprzężonych: 1/Leq = 1/L1 + 1/L2. Następnie obliczasz sumę ułamków i odwracasz wynik. Dla L1=4 H i L2=6 H: 1/Leq=1/4+1/6=5/12, więc Leq=12/5=2,4 H.
W równoległym połączeniu prąd rozdziela się na gałęzie, a "łatwość" przepływu rośnie. Matematycznie widać to po sumie odwrotności: 1/Leq = 1/L1 + 1/L2 jest większe niż 1/L1, więc Leq musi być mniejsze niż L1 (a tym bardziej mniejsze niż większa indukcyjność).
Najczęściej myli się połączenie równoległe z szeregowym i dodaje indukcyjności: L1+L2. To daje poprawny wynik tylko dla szeregu (przy braku sprzężenia). W równoległym zawsze pracujesz na odwrotnościach: 1/L, a nie na samych L.
Użyj reguły kontroli: dla dodatnich indukcyjności połączonych równolegle Leq < min(L1, L2). Jeśli wynik wyszedł większy niż 4 H (w tym zadaniu), to na pewno jest błąd. Dodatkowo Leq nie może być ujemne ani równe sumie (to cecha szeregu).
Tak, dla idealnych, niesprzężonych cewek zależność ma tę samą postać co dla oporów: sumuje się odwrotności. Różni się interpretacja fizyczna, ale rachunek jest analogiczny: 1/Leq = 1/L1 + 1/L2.
W automatyce spotyka się cewki elektromagnesów, np. w elektrozaworach i elementach sterujących. Znajomość podstaw (indukcyjność, obwody z cewką) pomaga rozumieć zachowanie układu przy załączaniu, diagnozować usterki i interpretować parametry elementów z dokumentacji technicznej.
Jednostką indukcyjności jest henr, symbol H. Na egzaminie warto zapisywać wynik jako liczba + jednostka, np. 2,4 H. Dobrą praktyką jest też zachowanie odstępu między liczbą a jednostką oraz używanie przecinka w zapisie dziesiętnym.
W typowych zadaniach egzaminacyjnych, jeśli nie podano informacji o sprzężeniu, przyjmuje się cewki niesprzężone (M=0) i wtedy stosuje się standardowy wzór na połączenie równoległe. Gdy sprzężenie istnieje, potrzebne są dodatkowe dane i wzór może się zmienić.
Rozszerzasz tę samą zasadę: 1/Leq = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 (dla cewek idealnych i niesprzężonych). Następnie liczysz sumę ułamków i odwracasz. Kontrola: Leq będzie mniejsze od najmniejszej indukcyjności w zestawie.
Można odrzucać te, które łamią regułę sensowności: wynik równoległy musi być mniejszy od mniejszej wartości (tu: < 4 H). Dlatego 10 H, 6 H i 4 H są podejrzane. Pamiętaj jednak, by oprzeć się na zasadzie (odwrotności), nie tylko na intuicji.
info

Statystycznie 62% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dla dwóch cewek połączonych równolegle (bez sprzężenia) obowiązuje zależność:1/Leq = 1/L1 + 1/L2.

Źródła:

  • Halliday, Resnick, Walker, "Podstawy fizyki" (Physics), tom dotyczący elektromagnetyzmu – fragmenty o indukcyjności i obwodach prądu zmiennego (RLC), wydania akademickie (źródło książkowe; weryfikacja wzoru na łączenie elementów).
  • Alexander, Sadiku, "Fundamentals of Electric Circuits", rozdziały o elementach L i obwodach RLC oraz łączeniu elementów (wzory na elementy zastępcze).
  • Wikipedia: "Inductor" – sekcja o łączeniu induktorów (Series and parallel), https://en.wikipedia.org/wiki/Inductor (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: rozdziały o elementach RLC i łączeniu elementów w obwodach
  • Tablice/wzory: zestawienie połączeń szeregowych i równoległych R, C, L
  • Zadania rachunkowe z obwodów elektrycznych (poziom podstawowy) – trening na ułamkach i przekształceniach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego