KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 2.
Widziana ze strony zacisków AB rezystancja zastępcza układu przedstawionego na rysunku jest
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który może być używany w kontekście egzaminu zawodowego dla mechatroników,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystancję między A i B wyznacza się po zredukowaniu układu do gałęzi. W schemacie powstają trzy gałęzie równoległe, z których każda ma 100 Ω (100 Ω; 50 Ω+50 Ω; 50 Ω+(100 Ω||100 Ω)=50 Ω+50 Ω). Dla trzech jednakowych oporów równolegle: Rz=100/3≈33,3 Ω, czyli mniej niż 100 Ω.

Pełne wyjaśnienie:

Rezystancja zastępcza widziana między zaciskami A–B to taki pojedynczy opór, który z punktu widzenia źródła "zachowuje się" jak cały układ rezystorów. Kluczowe jest poprawne rozpoznanie węzłów (punktów o tym samym potencjale) i dopiero potem łączeń szeregowych oraz równoległych.

W tym układzie da się wyróżnić trzy niezależne gałęzie łączące bezpośrednio zacisk A z zaciskiem B:

  • Gałąź 1: pojedynczy rezystor 100 Ω (pionowo między górnym i dolnym przewodem).
  • Gałąź 2: ukośna gałąź z dwoma rezystorami 50 Ω połączonymi szeregowo, więc 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.
  • Gałąź 3: prawa część: najpierw 50 Ω w szeregu, a następnie dwa rezystory 100 Ω połączone równolegle. Dwa jednakowe opory 100 Ω równolegle dają 50 Ω, więc cała gałąź ma 50 Ω + 50 Ω = 100 Ω.

Ostatecznie otrzymujemy trzy jednakowe rezystancje 100 Ω połączone równolegle. Dla połączenia równoległego:

1/Rz = 1/100 + 1/100 + 1/100 = 3/100, więc Rz = 100/3 ≈ 33,3 Ω.

Zatem poprawne jest stwierdzenie "mniejsza od 100 Ω". Odpowiedzi "równa 150 Ω" i "równa 200 Ω" wynikają zwykle z błędnego potraktowania części układu jako szeregowej (sumowanie zamiast liczenia równoległego). Odpowiedź "większa od 250 Ω" jest sprzeczna z intuicją obwodów: dodawanie gałęzi równoległych zawsze zmniejsza rezystancję widzianą między zaciskami, bo prąd ma więcej dróg przepływu.

W praktyce taki wynik można zweryfikować pomiarem multimetrem między A i B (przy odłączonym zasilaniu), co pomaga wykryć błędne połączenia podczas montażu układów mechatronicznych.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rezystancja zastępcza to pojedyncza wartość oporu, która z punktu widzenia zacisków A–B daje taki sam prąd jak cały układ rezystorów przy tym samym napięciu. Ułatwia ocenę obciążenia źródła i pozwala szybko przewidywać prądy w obwodzie.
Rezystory są połączone równolegle, gdy oba ich końce są podłączone do tych samych dwóch węzłów (te same punkty połączeń). Na rysunku często widać, że stoją "obok siebie" między górnym i dolnym przewodem, ale decydują węzły, nie wygląd linii.
Dla dwóch jednakowych rezystorów R połączonych równolegle wynik to R/2. Wynika to z faktu, że 1/Rz = 1/R + 1/R = 2/R, czyli Rz = R/2. To częsty skrót rachunkowy na egzaminie.
Gałąź równoległa tworzy dodatkową drogę przepływu prądu, więc "łatwiej" przepływa ładunek między zaciskami. Matematycznie w połączeniu równoległym sumują się przewodności (1/R), więc suma jest większa, a rezystancja zastępcza mniejsza.
Najczęściej myli się węzły i błędnie uznaje elementy za szeregowe, mimo że są w różnych gałęziach. Drugi błąd to złe użycie wzoru na równoległe (zapomnienie o odwrotnościach). Częsty jest też skrót myślowy: "wszystko się sumuje".
  1. Zaznacz węzły (punkty połączone przewodem bez elementów).
  2. Wypisz gałęzie łączące te same dwa węzły.
  3. W każdej gałęzi zredukuj szeregi i równoległe.
  4. Na końcu zredukuj połączenie między zaciskami A–B.
Tak, ale tylko przy odłączonym zasilaniu i rozładowanych kondensatorach (jeśli występują). Ustaw multimetr na pomiar Ω i przyłóż sondy do zacisków A oraz B. Odczyt powinien być zbliżony do rezystancji zastępczej, o ile w układzie nie ma dodatkowych gałęzi poza rysunkiem.
Przy doborze elementów ograniczających prąd, ocenie obciążenia wyjść sterownika, analizie wejść analogowych/czujników oraz diagnostyce instalacji. Zbyt mała rezystancja może oznaczać zwarcie lub błędne połączenie równoległe podczas montażu.
Węzeł to punkt (lub zbiór punktów połączonych przewodami), który ma ten sam potencjał elektryczny. To węzły decydują, czy rezystory są w szeregu czy równolegle. Na schemacie węzły bywają zaznaczone kropkami w miejscach rozgałęzień.
Częściowo: jeśli widzisz kilka gałęzi równoległych, możesz wnioskować, że rezystancja zastępcza będzie mniejsza od najmniejszej rezystancji w gałęziach. Jednak aby wybrać poprawną odpowiedź w teście (np. porównanie do 100 Ω), zwykle trzeba policzyć redukcję co najmniej jednej gałęzi.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 42% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Rezystancję między A i B wyznacza się po zredukowaniu układu do gałęzi."

Źródła:

  • Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, "Fundamentals of Electric Circuits", rozdział o połączeniach szeregowych i równoległych rezystorów (dowolne aktualne wydanie).
  • James W. Nilsson, Susan A. Riedel, "Electric Circuits", rozdziały: resistors in series/parallel, equivalent resistance (dowolne aktualne wydanie).
  • All About Circuits, "Resistors in Series and Parallel" (https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-5/series-and-parallel-resistor-combinations/ - dostęp 2026-03-14).

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział: połączenia szeregowe i równoległe rezystorów (podstawy elektrotechniki)
  • Zbiory zadań z redukcji obwodów rezystancyjnych (węzły i gałęzie)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiary rezystancji i weryfikacja schematów multimetrem

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego