KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 39.
W pokazanym na rysunku układzie zawierającym fotorezystor FR, przy danym poziomie oświetlenia, na cewce przekaźnika spadek napięcia wynosi 23,8 V. Aby nastąpiło wyłączenie przekaźnika należy
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego z zakresu kwalifikacji zawodowej dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Fotorezystor zmniejsza swoją rezystancję przy większym oświetleniu.
Jeżeli w danym układzie spadek napięcia na cewce ma się zmniejszyć do wartości powodującej odpadanie przekaźnika, należy wymusić zmianę rezystancji FR w tym kierunku. Zwiększenie natężenia oświetlenia powoduje odpowiednią zmianę FR i prowadzi do wyłączenia przekaźnika.

Pełne wyjaśnienie:

Przekaźnik jest elementem wykonawczym, który utrzymuje stan załączenia tylko wtedy, gdy prąd (a więc i napięcie) na jego cewce jest wystarczające. W praktyce cewka ma dwa istotne progi: napięcie (lub prąd) zadziałania oraz niższe napięcie odpadania. Aby doprowadzić do wyłączenia przekaźnika, trzeba więc doprowadzić do spadku napięcia na cewce poniżej progu odpadania.

Fotorezystor (FR, LDR) jest czujnikiem rezystancyjnym, którego podstawowa cecha to zależność: im większe oświetlenie, tym mniejsza rezystancja. Zmiana rezystancji FR wpływa na rozkład napięć w gałęzi sterującej (np. w dzielniku napięcia lub układzie szeregowym/równoległym z rezystorem R i cewką przekaźnika). W rozpatrywanym układzie (z rysunku) zwiększenie oświetlenia zmienia rezystancję FR w taki sposób, że napięcie na cewce maleje, co prowadzi do odpadania przekaźnika.

Dlatego poprawne jest: "zwiększyć natężenie oświetlenia."

  • "zmniejszyć natężenie oświetlenia." – przy mniejszym oświetleniu rezystancja FR rośnie, co w tym układzie nie prowadzi do wymaganego obniżenia napięcia na cewce (może je utrzymywać lub zwiększać).
  • "zwiększyć rezystancję R." – zmiana R może wpływać na napięcie, ale bez analizy połączeń na rysunku nie jest to kierunek jednoznacznie prowadzący do odpadania; w tym zadaniu rolę sterującą przypisano FR (czujnikowi światła).
  • "zmniejszyć rezystancję R." – analogicznie, zmiana R nie jest podstawowym czynnikiem sterowania w układzie fotorezystorowym i nie stanowi poprawnej odpowiedzi dla wymaganego efektu.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal charakterystykę czujnika (LDR: światło ↓R), potem odpowiedz sobie, czy potrzebujesz zwiększyć czy zmniejszyć napięcie na cewce, i dopiero na końcu dobierz kierunek zmiany bodźca (oświetlenia) lub elementu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Fotorezystor (LDR) to element rezystancyjny, którego opór zależy od oświetlenia. Typowo większe natężenie światła powoduje spadek rezystancji, a mniejsze oświetlenie – wzrost rezystancji. Dzięki temu LDR działa jak prosty czujnik światła w układach sterowania.
Wzrost oświetlenia zmniejsza rezystancję fotorezystora, co zmienia podział napięcia w gałęzi sterującej. W zależności od połączeń z rysunku może to obniżyć napięcie na cewce poniżej progu odpadania, przez co przekaźnik się wyłączy. Kluczowa jest analiza topologii obwodu.
To różnica potencjałów na zaciskach cewki, która determinuje prąd cewki i siłę przyciągania zwory. Jeśli napięcie jest zbyt małe, prąd nie wystarcza do utrzymania stanu załączenia i przekaźnik "odpada". W zadaniach zwykle chodzi o doprowadzenie napięcia poniżej progu odpadania.
Przekaźnik odpadnie, gdy prąd cewki spadnie tak, że siła elektromagnesu nie utrzyma zwory. W praktyce odpowiada to napięciu na cewce niższemu od tzw. napięcia odpadania. Zwykle jest ono mniejsze niż napięcie zadziałania, dlatego przekaźnik ma pewną "histerezę" działania.
Zapamiętaj zasadę: więcej światła → mniejsza rezystancja (dla typowego fotorezystora). Jeśli w odpowiedziach pojawia się zmiana oświetlenia, najpierw przetłumacz ją na zmianę rezystancji LDR, a dopiero potem oceniaj wpływ na napięcie/prąd w danym układzie.
Nie zawsze. Sama liczba nie mówi, czy jest to wartość powyżej czy poniżej progu odpadania dla konkretnego przekaźnika. W zadaniach szkolnych przyjmuje się, że trzeba zmienić warunki tak, aby napięcie na cewce zmalało do poziomu odpadania. Ostatecznie decyduje charakterystyka cewki i układ połączeń.
Najczęściej myli się charakterystykę LDR (światło/rezystancja) oraz zakłada, że "większy bodziec" zawsze daje "większe napięcie na cewce". Drugi błąd to ignorowanie faktu, że przekaźnik ma próg odpadania i nie działa liniowo. Pomaga analiza: bodziec → R(LDR) → podział napięcia → prąd cewki.
Zmiana rezystancji R wpływa na prąd i rozkład napięć w obwodzie, ale kierunek wpływu zależy od tego, czy R jest w szeregu, równolegle, czy tworzy dzielnik z LDR. Dlatego bez schematu z rysunku nie da się tego uogólnić jedną regułą. W tym typie zadań regulacją zwykle jest oświetlenie LDR.
W automatyce budynkowej i prostych systemach sterowania: włączniki zmierzchowe, sterowanie oświetleniem gablot/maszyn, sygnalizacja przerwania wiązki światła. W mechatronice LDR bywa też używany do prostych detekcji (gdy nie jest wymagana wysoka precyzja), a przekaźnik zapewnia separację i przełączanie obciążeń.
Pomaga krótka checklista: (1) Czy LDR przy świetle ma mniejszą czy większą rezystancję? (2) Czy chcę zwiększyć czy zmniejszyć napięcie/prąd cewki, aby przekaźnik odpadł? (3) Jak LDR jest wpięty względem cewki (dzielnik/szereg/równolegle)? To zwykle prowadzi do poprawnej odpowiedzi.
info

Statystycznie 29% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Zwiększenie natężenia oświetlenia powoduje odpowiednią zmianę FR i prowadzi do wyłączenia przekaźnika."

Źródła:

  • Wikipedia: "Fotorezystor" – opis zależności rezystancji od natężenia oświetlenia, https://pl.wikipedia.org/wiki/Fotorezystor (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Przekaźnik" – ogólny opis działania przekaźnika i roli cewki, https://pl.wikipedia.org/wiki/Przeka%C5%BAnik (dostęp: 2026-02-27)
  • All About Circuits: "Photoresistors (LDR)" – podstawowa charakterystyka i zastosowania, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-9/photoresistors/ (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręcznik podstaw elektrotechniki/elektroniki: dzielniki napięcia i elementy rezystancyjne
  • Materiały o czujnikach rezystancyjnych (fotorezystory, termistory) i ich charakterystykach
  • Karty katalogowe przekaźników: napięcie zadziałania i napięcie odpadania cewki

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego