KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2018 (test 2)

PYTANIE NR 15.
Jaką funkcję w układzie, którego schemat przedstawiono na rysunku, pełni element oznaczony literą C?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest typowym układem prostownika mostkowego z filtrem dolnoprzepustowym.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Filtr dolnoprzepustowy przepuszcza składowe niskoczęstotliwościowe, a tłumi wysokoczęstotliwościowe zakłócenia. W typowych układach mechatronicznych realizuje to sekcja RC (często z kondensatorem oznaczanym "C") wpięta tak, by "wygładzać" sygnał. Stabilizator, prostownik i odbiornik to inne funkcje blokowe.

Pełne wyjaśnienie:

Funkcją filtru dolnoprzepustowego jest przepuszczanie sygnałów o częstotliwościach niższych od pewnej częstotliwości granicznej oraz tłumienie składowych wysokoczęstotliwościowych (szumów i zakłóceń). W praktyce mechatronicznej takie filtrowanie stosuje się m.in. w torach pomiarowych (żeby uspokoić sygnał z czujnika), w układach sterowania (żeby ograniczyć zakłócenia EMI) lub przy prostym wygładzaniu sygnałów.

Na schematach ideowych bardzo często litera C oznacza kondensator. Kondensator w odpowiednim włączeniu (np. z rezystorem tworzącym stałą czasową) może pełnić rolę elementu filtrującego: dla szybkich zmian (wysokich częstotliwości) stanowi "drogę" dla składowej zmiennej, a dla wolnych zmian pozwala zachować przebieg użyteczny. Stąd odpowiedź "Filtru dolnoprzepustowego" jest właściwa, jeśli element C znajduje się w typowej sekcji filtrującej tor sygnału lub zasilania.

  • "Stabilizatora napięcia." – stabilizator utrzymuje możliwie stałe napięcie mimo zmian obciążenia i/lub napięcia wejściowego. Zwykle jest to element aktywny (układ scalony, tranzystorowa stabilizacja). Sam element/sekcja oznaczona jako C na schemacie nie jest z definicji stabilizatorem.
  • "Prostownika." – prostownik zamienia prąd przemienny na pulsujący stały i typowo jest realizowany diodami (mostek Graetza, diody). Kondensator może pojawić się za prostownikiem do wygładzania, ale nie pełni funkcji prostowania.
  • "Odbiornika." – odbiornik (obciążenie) to element pobierający energię (np. silnik, grzałka, rezystor obciążenia). Filtr jest elementem kształtującym sygnał/napięcie, a nie zasadniczym obciążeniem.

Wskazówka egzaminacyjna: aby rozpoznać filtr, patrz na sposób włączenia (np. element do masy i element szeregowy w torze) oraz na to, czy układ ma tłumić "szybkie" zakłócenia. To zwykle odróżnia filtr od stabilizacji i prostowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Filtr dolnoprzepustowy to układ, który przepuszcza niskie częstotliwości, a tłumi wysokie. W mechatronice używa się go np. do redukcji szumów w sygnale z czujników, ograniczania zakłóceń oraz wygładzania przebiegów sterujących.
Szukaj typowego połączenia: element szeregowy w torze sygnału (np. rezystor) oraz element do masy (często kondensator). Taki układ tworzy stałą czasową i tłumi szybkie zmiany. Kluczowy jest sposób włączenia, nie tylko litera oznaczenia.
W praktyce schematowej przyjęło się oznaczanie elementów literami, gdzie C jest powszechnym oznaczeniem kondensatora. Dzięki temu łatwo odróżnić go od rezystora (R) czy diody (D). Na egzaminie warto znać te podstawowe oznaczenia.
Najczęściej filtr dolnoprzepustowy wygładza sygnał z czujnika (np. drgania, szum, zakłócenia od napędów). Pozwala uzyskać stabilniejszy odczyt dla sterownika, zmniejsza "skakanie" wartości i ułatwia dalsze przetwarzanie sygnału w systemie mechatronicznym.
Filtr dolnoprzepustowy kształtuje pasmo częstotliwości (tłumi szybkie zmiany), a stabilizator utrzymuje stałą wartość napięcia mimo zmian obciążenia lub zasilania. Kondensator może wspierać stabilizację, ale sam filtr i stabilizator to różne funkcje.
Prostownik zamienia napięcie/prąd przemienny na jednokierunkowy (zwykle przy użyciu diod). Filtr dolnoprzepustowy usuwa składowe wysokoczęstotliwościowe. Kondensator po prostowniku może wygładzać tętnienia, ale nie wykonuje samego prostowania.
Częsty błąd to zgadywanie po nazwie opcji (np. "stabilizator", bo kojarzy się z zasilaniem) zamiast analizy połączeń. Drugi błąd to mylenie litery C jako "consumer/odbiornik". Na egzaminie liczy się funkcja wynikająca z wpięcia w układ.
W filtrze RC sygnał przechodzi przez rezystor, a kondensator jest dołączony do masy. Dla wysokich częstotliwości kondensator łatwiej "odprowadza" składową zmienną, więc na wyjściu zostaje mniej zakłóceń. Dla niskich częstotliwości tłumienie jest małe.
Stosuje się go, gdy sygnał sterujący lub pomiarowy jest "poszarpany" lub zawiera szybkie zakłócenia (np. od falownika, silnika, PWM). Filtr pomaga uzyskać łagodniejsze zmiany i stabilniejszą regulację, ograniczając wpływ szumów na decyzje sterownika.
Najpierw odczytaj, jak element jest podłączony (szeregowo, równolegle, do masy, w zasilaniu czy w torze sygnału). Potem dopasuj do funkcji: prostowanie (diody), stabilizacja (układ aktywny), filtrowanie (RC/LC), obciążenie (odbiornik energii).
info

Statystycznie 48% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Filtr dolnoprzepustowy przepuszcza składowe niskoczęstotliwościowe, a tłumi wysokoczęstotliwościowe zakłócenia."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Filtr dolnoprzepustowy" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Filtr_dolnoprzepustowy (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Filtr RC" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Filtr_RC (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Kondensator" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Kondensator (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik/kompendium z podstaw elektroniki: filtry pasywne RC/RL/RLC
  • Materiały dydaktyczne do kwalifikacji mechatronicznych: czytanie schematów ideowych
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar charakterystyki amplitudowej filtru dolnoprzepustowego

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego