KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 19.
Wskaż zestaw przyrządów kontrolno-pomiarowych do wyznaczenia indukcyjności cewki metodą rezonansową.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Metoda rezonansowa wyznacza indukcyjność z warunku rezonansu w obwodzie LC. Potrzebny jest generator do przestrajania częstotliwości, pojemność wzorcowa o znanej C oraz przyrząd do obserwacji rezonansu, np. amperomierz (maksimum prądu w szeregowym LC).

Pełne wyjaśnienie:

W pomiarze indukcyjności cewki metodą rezonansową buduje się obwód LC, w którym jeden z elementów ma znaną, pewną wartość. Najczęściej jest to pojemność wzorcowa (znane C). Następnie doprowadza się obwód do rezonansu, czyli do takiej częstotliwości, przy której reaktancje indukcyjna i pojemnościowa wzajemnie się znoszą.

Dlatego poprawny zestaw przyrządów obejmuje:

  • Generator – umożliwia płynną zmianę częstotliwości sygnału zasilającego obwód, aby znaleźć punkt rezonansu.
  • Amperomierz – pozwala wykryć rezonans w praktyce, np. przez obserwację maksimum prądu w szeregowym obwodzie LC (w rezonansie impedancja maleje do wartości zdominowanej przez rezystancję).
  • Pojemność wzorcowa – jest elementem odniesienia: znając C i wyznaczając częstotliwość rezonansową, można wyznaczyć L.

Odpowiedzi z zasilaczem są nieadekwatne, bo zasilacz nie zapewnia przestrajanej, stabilnej częstotliwości sinusoidalnej potrzebnej do znalezienia rezonansu. Zestawy z rezystorem wzorcowym również nie odpowiadają typowej metodzie rezonansowej LC: rezystor może służyć pomocniczo (np. do ograniczenia prądu lub jako element pomiarowy), ale nie zastępuje kondensatora wzorcowego jako znanego elementu reakcyjnego. Watomierz nie jest tu przyrządem pierwszego wyboru – rezonans identyfikuje się prościej i jednoznaczniej przez zmianę prądu/napięcia w funkcji częstotliwości.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w pytaniu pojawia się hasło "metoda rezonansowa", szukaj w odpowiedziach generatora (przestrajanie) oraz wzorca C lub L (element odniesienia) i przyrządu obserwującego efekt rezonansu (często prąd).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To metoda, w której cewkę łączy się z kondensatorem o znanej pojemności, a następnie zmienia się częstotliwość z generatora do uzyskania rezonansu. Po znalezieniu częstotliwości rezonansowej można wyznaczyć indukcyjność z zależności dla obwodu LC.
Generator dostarcza sygnał o regulowanej częstotliwości. W metodzie rezonansowej kluczowe jest znalezienie takiej częstotliwości, przy której obwód LC osiąga rezonans. Zasilacz DC nie pozwala na strojenie częstotliwości, więc nie spełnia tego zadania.
Pojemność wzorcowa jest elementem o znanej, możliwie dokładnej wartości C. Dzięki temu nie trzeba jednocześnie wyznaczać dwóch niewiadomych. Znając C i mierząc częstotliwość rezonansową, można obliczyć L, bo rezonans zależy od iloczynu L i C.
Rezonans rozpoznaje się po charakterystycznej zmianie prądu lub napięcia przy przestrajaniu częstotliwości. W szeregowym LC prąd osiąga maksimum w rezonansie, więc amperomierz jest wygodnym wskaźnikiem. W równoległym LC mogą pojawiać się minima prądu zasilania.
Nie. Zasilacz (szczególnie DC) nie zapewnia zmiennej częstotliwości, a to częstotliwość jest parametrem, który trzeba stroić, aby znaleźć punkt rezonansu. Do pomiaru potrzebny jest generator (funkcyjny lub sinusoidalny) pracujący w wymaganym paśmie.
Rezystor wzorcowy kojarzy się z pomiarami metodami porównawczymi, ale w klasycznej metodzie rezonansowej wyznaczania L kluczowy jest element reakcyjny o znanej wartości (najczęściej kondensator). Rezystor może być dodatkiem, lecz sam nie tworzy warunku rezonansu LC.
To zależy od konfiguracji układu i tego, jaki sygnał jest najłatwiej obserwować. Często mierzy się prąd w obwodzie szeregowym (amperomierz), ale można też obserwować napięcie na wybranym elemencie lub na rezystorze pomiarowym. W tym zadaniu kluczowy jest pomiar efektu rezonansu.
Typowe błędy to wybór zasilacza zamiast generatora, pomijanie elementu wzorcowego (C) oraz dobieranie przyrządów "nawykowo" (np. watomierz), bez powiązania z celem metody. Pomaga pytanie kontrolne: "co stroję?" i "co jest znanym wzorcem?".
Oznacza to, że reaktancja indukcyjna i pojemnościowa mają równe wartości bezwzględne i przeciwny znak, więc wypadkowa część reakcyjna impedancji się znosi. W efekcie obwód zachowuje się w szczególny sposób (np. maksimum prądu w szeregowym LC).
Warto przećwiczyć: (1) rozpoznawanie elementów potrzebnych do stworzenia obwodu LC, (2) rolę generatora i przestrajania częstotliwości, (3) sposoby detekcji rezonansu (maksimum/minimum), oraz (4) dobór przyrządów pomiarowych do AC. Pomocne są krótkie notatki z obwodów RLC.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 32% zdających egzamin. bardzo trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Metoda rezonansowa wyznacza indukcyjność z warunku rezonansu w obwodzie LC."

Materiały:

  • Podręczniki do elektrotechniki/elektroniki omawiające obwody RLC i rezonans
  • Materiały z metrologii elektronicznej dotyczące metod pomiaru L i C
  • Instrukcje obsługi generatorów funkcyjnych i mierników AC (zakresy, częstotliwość pracy)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego