KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2007

PYTANIE NR 43.
Zastępcza rezystancja obwodu widziana od strony zacisków A i B wynosi
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny obwodu złożonego z trzech rezystorów, każdy o wartości 1 Ω.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystancję widzianą między A i B wyznacza się, upraszczając schemat.
W jednej gałęzi jest pojedynczy rezystor 1Ω, a w drugiej dwa rezystory 1Ω połączone szeregowo (razem 2Ω). Gałęzie są równoległe, więc Rz = (1Ω·2Ω)/(1Ω+2Ω) = 2/3Ω.

Pełne wyjaśnienie:

Rezystancja zastępcza "widziana" od strony zacisków A i B to taka jedna rezystancja, która z punktu widzenia pomiaru (lub zasilania) zachowuje się identycznie jak cały układ rezystorów między tymi zaciskami.

W tym zadaniu kluczowe jest poprawne rozpoznanie topologii połączeń na schemacie. Od zacisku A obwód rozdziela się na dwie gałęzie, które ponownie łączą się przed zaciskiem B:

  • pierwsza gałąź zawiera jeden rezystor 1Ω i prowadzi bezpośrednio do wspólnego przewodu dolnego (do B),
  • druga gałąź zawiera dwa rezystory 1Ω połączone szeregowo, więc ich rezystancja gałęzi wynosi: 1Ω + 1Ω = 2Ω.

Skoro obie gałęzie są podłączone do tych samych dwóch węzłów (A i B), to są względem siebie połączone równolegle. Dla dwóch rezystancji połączonych równolegle korzystamy ze wzoru:

Rz = (R1 · R2) / (R1 + R2)

Podstawiając R1 = 1Ω oraz R2 = 2Ω dostajemy:

Rz = (1 · 2) / (1 + 2) = 2/3 Ω.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wartość 1/3Ω zwykle pojawia się, gdy ktoś błędnie uzna trzy jednakowe rezystory za równoległe. Wartość 3/2Ω jest typowa dla niepoprawnej redukcji mieszanej (np. zamiany ról połączeń). Z kolei odpowiadałoby trzem rezystorom w szeregu, czego w tym schemacie nie ma, bo występuje rozgałęzienie.

W praktyce mechatronicznej taka analiza pomaga przewidywać pobór prądu i obciążenie elementów sterowania jeszcze przed zmontowaniem układu lub podczas diagnostyki pomiarami między zaciskami.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rezystancja zastępcza to jedna wartość oporu, która "zastępuje" cały układ rezystorów między dwoma zaciskami. Gdybyś podłączył omomierz do A i B, to wskazanie odpowiadałoby właśnie tej rezystancji zastępczej.
Połączenie równoległe występuje wtedy, gdy elementy są podłączone do tych samych dwóch węzłów (mają wspólny punkt "wejścia" i "wyjścia"). Na rysunku zwykle widać rozgałęzienie przewodu na dwie drogi i ponowne połączenie.
Rezystory są połączone szeregowo, gdy płynie przez nie ten sam prąd i między nimi nie ma rozgałęzienia (węzła, z którego odchodzi dodatkowy przewód). Wtedy rezystancje po prostu się sumują: R = R1 + R2.
W jednej z gałęzi widać dwa rezystory 1Ω połączone "jeden za drugim", bez rozgałęzienia pomiędzy nimi. To oznacza połączenie szeregowe, więc rezystancja tej gałęzi wynosi 1Ω + 1Ω = 2Ω.
Dla dwóch rezystorów równoległych używa się wzoru R = (R1·R2)/(R1+R2). Po podstawieniu R1=1Ω i R2=2Ω otrzymasz R = (1·2)/(1+2) = 2/3Ω. To najszybsza metoda w takim układzie.
Tak. Po zmontowaniu układu można podłączyć omomierz do zacisków A i B. W idealnym modelu rezystorów odczyt powinien być bliski 0,67Ω (2/3Ω). W praktyce wynik może się minimalnie różnić przez tolerancję rezystorów i opór przewodów.
Wartość 3Ω odpowiada sumie trzech rezystorów 1Ω połączonych szeregowo: 1+1+1. W tym zadaniu występuje jednak rozgałęzienie na dwie gałęzie, więc nie ma jednej ścieżki prądu przez wszystkie trzy rezystory naraz.
Najczęstsze pomyłki to błędne rozpoznanie, które elementy są szeregowo, a które równolegle, oraz mechaniczne użycie wzoru bez sprawdzenia węzłów. Często też zdarzają się błędy rachunkowe przy ułamkach i przy dodawaniu oporów.
Przydaje się np. przy doborze rezystorów ograniczających prąd (LED, wejścia sterowników), analizie obciążenia wyjść modułów, projektowaniu dzielników napięcia dla czujników oraz w diagnostyce, gdy porównuje się oczekiwany opór z pomiarem.
Najpierw zaznacz węzły (gdzie przewody się łączą i rozgałęziają), potem upraszczaj obwód etapami: najpierw połączenia szeregowe, potem równoległe. Na końcu sprawdź, czy wynik ma sens: dla równoległego połączenia 1Ω i 2Ω wynik musi być mniejszy niż 1Ω.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 47% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Rezystancję widzianą między A i B wyznacza się, upraszczając schemat.W jednej gałęzi jest pojedynczy rezystor 1Ω, a w drugiej dwa rezystory 1Ω połączone szeregowo (razem 2Ω)."

Źródła:

  • Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, "Fundamentals of Electric Circuits", rozdz. "Series and Parallel Resistors" (połączenia szeregowe i równoległe), McGraw-Hill, wybrane wydanie
  • Allan R. Hambley, "Electrical Engineering: Principles and Applications", część dotycząca analizy obwodów rezystancyjnych (series/parallel combinations), Pearson, wybrane wydanie

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział: podstawy teorii obwodów (połączenia R szeregowo i równolegle)
  • Zbiór zadań z analizy obwodów rezystancyjnych (upraszczanie krok po kroku)
  • Notatki z zajęć z elektrotechniki/elektroniki dla mechatroników (węzły, gałęzie, schematy)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego