Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE2 - TEST WIEDZY NR 7



PYTANIE NR 8.
Rozważ układ zawierający diodę LED i rezystor. Jeśli dioda LED wymaga 2V do świecenia i jest podłączona do źródła 5V, jaką wartość powinien mieć rezystor, aby dioda świeciła bezpiecznie? Zakładamy, że maksymalny prąd dla diody LED to 20mA.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystor ma ograniczyć prąd LED. Na rezystorze odkłada się napięcie 5 V − 2 V = 3 V. Dla 20 mA (0,02 A) z prawa Ohma R = U/I = 3/0,02 = 150 Ω. Mniejsza rezystancja zwiększy prąd i ryzyko uszkodzenia diody, większa zmniejszy jasność.

Pełne wyjaśnienie:

W obwodzie z diodą LED rezystor jest elementem ograniczającym prąd. Sama dioda nie "ustawia" bezpiecznego prądu – po przekroczeniu dopuszczalnego prądu może się przegrzać i ulec uszkodzeniu.

Dane z zadania:

  • napięcie zasilania: 5 V
  • spadek napięcia na LED podczas świecenia: 2 V
  • maksymalny (bezpieczny) prąd: 20 mA = 0,02 A

Najpierw obliczamy napięcie, które ma "przejąć" rezystor w połączeniu szeregowym:

UR = 5 V − 2 V = 3 V

Następnie stosujemy prawo Ohma:

R = U/I = 3 V / 0,02 A = 150 Ω

Dlatego odpowiedź "150 Ohm" jest poprawna.

Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne?

  • "100 Ohm" da prąd I = 3/100 = 0,03 A = 30 mA, czyli powyżej 20 mA – zbyt duże obciążenie LED.
  • "50 Ohm" da I = 3/50 = 0,06 A = 60 mA – bardzo duże przekroczenie prądu, wysokie ryzyko uszkodzenia.
  • "200 Ohm" da I = 3/200 = 0,015 A = 15 mA – LED będzie świecić słabiej (zwykle bezpiecznie, ale nie spełnia założenia maks. 20 mA jako prądu docelowego).

W praktyce często dobiera się rezystor tak, aby prąd był nieco niższy od maksimum (zapas bezpieczeństwa), a następnie sprawdza się jasność i dopuszczalną moc rezystora.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć rezystor do diody LED zasilanej z 5 V?
Stosuje się zależność R = (Uzas − Uled) / I. Najpierw odejmij spadek napięcia LED od napięcia zasilania, a wynik podziel przez prąd w amperach. Dla 5 V, 2 V i 0,02 A: R = 3/0,02 = 150 Ω.
Dlaczego trzeba stosować rezystor szeregowy z diodą LED?
LED ma nieliniową charakterystykę i po przekroczeniu pewnego napięcia prąd rośnie bardzo szybko. Rezystor w szeregu ogranicza prąd do bezpiecznej wartości, chroniąc diodę przed przegrzaniem i uszkodzeniem oraz stabilizując jej świecenie.
Co oznacza spadek napięcia 2 V na diodzie LED?
To przybliżone napięcie na LED w czasie świecenia (tzw. napięcie przewodzenia). Oznacza, że w szeregowym obwodzie część napięcia "zabiera" dioda, a reszta odkłada się na rezystorze. W obliczeniach używa się go jako Uled.
Jak przeliczyć 20 mA na ampery w obliczeniach?
1 A = 1000 mA, więc 20 mA = 20/1000 A = 0,02 A. Ten krok jest krytyczny, bo błędna zamiana jednostek daje wynik rezystora tysiąc razy za mały lub za duży i prowadzi do błędnej oceny prądu LED.
Czy rezystor 200 Ω też może być bezpieczny dla LED przy 5 V?
Tak, zwykle będzie bezpieczny, bo ograniczy prąd do ok. 15 mA (przy 3 V na rezystorze). Jednak w zadaniu przyjęto maksymalny prąd 20 mA jako wartość docelową, więc poprawny dobór z obliczeń daje 150 Ω, a 200 Ω zmniejszy jasność.
Dlaczego rezystor 100 Ω jest zły w tym zadaniu?
Przy 100 Ω prąd wyniesie około 30 mA: I = 3 V / 100 Ω = 0,03 A. To przekracza założone maksimum 20 mA, więc dioda może świecić zbyt mocno, przegrzewać się i skrócić żywotność albo ulec uszkodzeniu.
Jak dobrać moc rezystora do LED w takim obwodzie?
Liczy się moc: P = UR · I. Tu UR=3 V i I=0,02 A, więc P=0,06 W. W praktyce dobiera się zapas, np. rezystor 0,25 W, aby pracował chłodno i niezawodnie.
Czy napięcie przewodzenia LED zawsze wynosi dokładnie 2 V?
Nie. Zależy od koloru, typu i prądu diody (często także od temperatury). W zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się wartość podaną w treści, ale w praktyce należy sprawdzić kartę katalogową (parametry Vf i If) dla danej diody.
Jakie są typowe błędy przy liczeniu rezystora do LED na egzaminie?
Najczęściej: pominięcie spadku napięcia na LED (liczenie z 5 V), błędna zamiana 20 mA na 20 A lub 0,2 A, oraz przestawienie wzoru. Pomaga zapis etapów: 1) UR=Uzas−Uled, 2) I w A, 3) R=U/I.
Gdzie w praktyce technika gazownictwa spotyka się obwody z LED i rezystorem?
W sygnalizatorach i panelach sterowania (np. wskazanie zasilania, alarmu, pracy urządzenia), w detektorach gazu oraz w prostych modułach automatyki. Umiejętność doboru rezystora ułatwia diagnozę usterek i bezpieczne uruchamianie układów sygnalizacji.
info

Około 69% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Rezystor ma ograniczyć prąd LED."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Prawo Ohma" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-03-01)
  • SparkFun Learn: "Light-Emitting Diodes (LEDs)" (sekcja o doborze rezystora do LED) — https://learn.sparkfun.com/tutorials/light-emitting-diodes-leds/all (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "LED Resistor Calculator / LED Current Limiting Resistor" (opis metody: R=(Vs−Vf)/I) — https://www.allaboutcircuits.com/tools/led-resistor-calculator/ (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: prawo Ohma i obwody prądu stałego (rozdziały z podręcznika szkolnego)
  • Karty katalogowe diod LED (parametry: Vf, If, prąd maksymalny)
  • Tutoriale o doborze rezystora do LED w układach DC (materiały dydaktyczne online)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego