Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2011



PYTANIE NR 22.
W instalacji doprowadzającej napięcie 230 V do spirali grzejnej o rezystancji 230 Ω, zastosowano przewód o długości 50 m i rezystancji 1,4 Ω/100 m. Wymiana tego przewodu na przewód o rezystancji 2,8 Ω/100 m i takiej samej długości spowoduje
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystancja przewodu doprowadzającego jest w szeregu ze spiralą, więc prąd wynika z sumy rezystancji. Zwiększenie rezystancji przewodu (z 1,4 do 2,8 Ω/100 m przy tej samej długości) powoduje większy spadek napięcia U=I·R na przewodach, a napięcie na spirali maleje.

Pełne wyjaśnienie:

W obwodzie zasilania spirali grzejnej rezystancja przewodów doprowadzających działa jak dodatkowa rezystancja szeregowa. Oznacza to, że prąd w obwodzie zależy od sumy rezystancji: rezystancji spirali oraz rezystancji przewodów.

Jeżeli przewód ma większą rezystancję jednostkową (podaną w Ω/100 m) i długość przewodu pozostaje taka sama, to całkowita rezystancja przewodów rośnie. W konsekwencji:

  • rośnie część napięcia "zużywana" na przewodach, bo spadek napięcia na przewodzie jest równy Uprzew=I·Rprzew,
  • maleje napięcie dostępne na spirali (bo suma spadków w obwodzie musi dać napięcie źródła),
  • maleje moc wydzielana na spirali, ale nie wynika z samego faktu podwojenia Rprzew, tylko z tego, że zmienia się prąd i napięcie na spirali.

Dlatego poprawne jest stwierdzenie: "zwiększenie spadku napięcia na przewodach doprowadzających napięcie", bo przy większej rezystancji przewodów (i niezerowym prądzie) spadek napięcia na nich jest większy.

Odpowiedź "zmniejszenie spadku napięcia na przewodach doprowadzających napięcie" jest sprzeczna z prawem Ohma: przy większym Rprzew nie ma podstaw, aby spadek napięcia na przewodach malał.

Stwierdzenia o "dwukrotnym" zmniejszeniu lub zwiększeniu mocy na spirali są typową pułapką liniowego myślenia. Moc spirali zależy od napięcia na spirali (P=U²/R) lub od prądu (P=I²·R). Po zmianie przewodu zmienia się prąd i napięcie na spirali w sposób nieliniowy, więc nie można z góry przyjąć dokładnie dwukrotnej zmiany mocy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest spadek napięcia na przewodach i od czego zależy?
Spadek napięcia na przewodach to różnica napięć między początkiem a końcem przewodu przy przepływie prądu. Zależy głównie od prądu oraz rezystancji przewodu: U=I·R. Im większa rezystancja (np. dłuższy lub cieńszy przewód), tym większy spadek.
Jak oblicza się rezystancję przewodu, gdy podano ją w Ω/100 m?
Najpierw przelicz wartość na długość rzeczywistą. Jeśli rezystancja wynosi X Ω/100 m, to dla 50 m wynosi X·(50/100). To proste proporcje, ale ważne jest, by konsekwentnie używać tej samej jednostki długości.
Dlaczego większa rezystancja przewodu zwiększa spadek napięcia na przewodzie?
Bo przewód jest elementem obwodu, na którym odkłada się napięcie zgodnie z prawem Ohma. Gdy prąd płynie, spadek wynosi U=I·R. Jeśli R przewodu rośnie, to przy porównywalnym prądzie spadek napięcia na przewodzie rośnie, a na odbiorniku zostaje mniej napięcia.
Czy spadek napięcia na przewodach wpływa na moc spirali grzejnej?
Tak. Jeśli część napięcia "gubi się" na przewodach, to na spirali jest mniejsze napięcie. Dla spirali rezystancyjnej moc zależy od napięcia na niej, np. P=U²/R. Mniejsze U na spirali oznacza mniejszą moc i słabsze grzanie.
Jakie są typowe błędy w zadaniach o spadkach napięcia i mocy?
Częsty błąd to przyjęcie, że 230 V zawsze występuje na odbiorniku, bez uwzględnienia przewodów. Drugi błąd to "podwajanie" mocy lub jej spadku bez policzenia zależności P=U²/R albo P=I²·R. Błędy daje też złe przeliczenie Ω/100 m na długość przewodu.
Czy przy zmianie przewodu na bardziej oporowy prąd w obwodzie rośnie czy maleje?
Zwykle maleje, bo rośnie całkowita rezystancja obwodu (spirala + przewody w szeregu). Z prawa Ohma wynika, że I=U/R, więc przy większym R całkowitym prąd jest mniejszy. Mimo spadku prądu, spadek napięcia na przewodach może być większy, gdy R przewodu wyraźnie wzrośnie.
Jak odróżnić pytanie o spadek napięcia od pytania o moc odbiornika?
W pytaniu o spadek napięcia kluczowe są zależności U=I·R oraz to, na którym elemencie obwodu odkłada się napięcie (np. na przewodzie). W pytaniu o moc trzeba analizować napięcie lub prąd samego odbiornika oraz użyć P=U·I albo P=U²/R.
Kiedy w praktyce instalacyjnej problem spadku napięcia jest najbardziej istotny?
Gdy przewody są długie, obciążenie ma duży pobór prądu (np. grzałki), albo gdy urządzenie wymaga stabilnego napięcia (automatyka, sterowanie). Wtedy spadek napięcia może powodować gorszą pracę urządzeń, błędy sterowników lub niewystarczającą moc elementów wykonawczych.
Jakie parametry przewodu najbardziej wpływają na jego rezystancję?
Rezystancja zależy od długości, przekroju i materiału żyły. Dłuższy przewód ma większą rezystancję, większy przekrój – mniejszą. Materiał też jest ważny (różna rezystywność). W zadaniach egzaminacyjnych zwykle dostajesz rezystancję jednostkową, aby nie trzeba było liczyć z rezystywności.
Jak podejść do takich zadań na egzaminie krok po kroku?
1) Przelicz rezystancję przewodów na rzeczywistą długość.
2) Ustal, czy przewody są w szeregu z odbiornikiem (zwykle tak).
3) Wyznacz, co pytanie testuje: spadek napięcia czy moc.
4) Zastosuj odpowiedni wzór: U=I·R, P=U²/R lub P=I²·R.
info

Statystycznie 37% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Rezystancja przewodu doprowadzającego jest w szeregu ze spiralą, więc prąd wynika z sumy rezystancji."

Źródła:

  • OpenStax, University Physics Volume 2, rozdział o prądzie stałym i prawie Ohma (DC Circuits / Ohm’s Law), https://openstax.org/details/books/university-physics-volume-2 - dostęp 2026-03-02
  • Serway, Jewett, "Physics for Scientists and Engineers", rozdziały o obwodach prądu stałego (Ohm’s law, resistors in series) – źródło podręcznikowe (wydanie zależne od kursu)
  • Wikipedia, hasło: "Prawo Ohma", https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Podręcznik do elektrotechniki/instalacji elektrycznych: dział o obwodach rezystancyjnych i spadkach napięcia
  • Zadania rachunkowe z prawa Ohma i mocy w obwodach (rezystancje szeregowe)
  • Materiały producentów przewodów: tabele rezystancji żył w funkcji długości i przekroju (jako ćwiczenie interpretacji danych)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego