Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2021



PYTANIE NR 17.
Dobierz wartość rezystancji R1 tak, aby napięcie wyjściowe Uo było równe 6 V zakładając, że napięcie diody Zenera UZ wynosi 3 V, a rezystancja R2 jest równa 1 kΩ
Ilustracja przedstawia schemat układu elektronicznego związanego z zadaniem egzaminacyjnym dla technika elektronika.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby uzyskać 6 V z napięcia odniesienia diody Zenera 3 V w typowym układzie z R1 i R2, napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do (R1+R2)/R2.
Skoro 6 V = 2 · 3 V, potrzebny jest współczynnik 2, czyli R1/R2 = 1. Przy R2 = 1 kΩ daje to R1 = 1 kΩ.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniach z diodą Zenera UZ zwykle pełni rolę stabilnego napięcia odniesienia. Rezystory R1 i R2 tworzą układ ustalający, jak duże ma być napięcie wyjściowe Uo względem tego odniesienia. W typowej konfiguracji (spotykanej m.in. jako dzielnik/układ ze sprzężeniem) zależność ma postać:

Uo = UZ · (R1 + R2) / R2

Podstawiamy dane z treści:

  • Uo = 6 V
  • UZ = 3 V
  • R2 = 1 kΩ

Obliczamy wymagany stosunek:

6 V = 3 V · (R1 + R2) / R2

Dzielimy stronami przez 3 V:

2 = (R1 + R2) / R2 = R1/R2 + 1

Stąd:

R1/R2 = 1 ⇒ R1 = R2 = 1 kΩ

Dlatego odpowiedź "1 kΩ" jest poprawna.

Pozostałe propozycje nie spełniają warunku podwojenia napięcia: "3 kΩ" dałoby zbyt duży stosunek R1/R2 (a więc Uo większe niż 6 V), podobnie "6 kΩ" i "9 kΩ" prowadziłyby do jeszcze większego Uo. Typowy błąd to mylenie tej relacji z prostym dodawaniem spadków napięć w szeregu; tu kluczowy jest stosunek rezystancji, a nie ich suma sama w sobie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest dioda Zenera i do czego służy w układach elektronicznych?
Dioda Zenera to dioda zaprojektowana do pracy w kierunku zaporowym w obszarze przebicia, gdzie utrzymuje prawie stałe napięcie UZ. Stosuje się ją jako źródło napięcia odniesienia, do stabilizacji oraz do prostych zabezpieczeń przed wzrostem napięcia.
Jak rozpoznać, że w zadaniu trzeba użyć zależności z ilorazem R1/R2?
Jeśli w treści podano napięcie odniesienia (np. UZ) oraz dwie rezystancje R1 i R2, a celem jest uzyskanie konkretnego Uo, zwykle chodzi o zależność proporcjonalną do stosunku rezystancji, a nie o proste sumowanie spadków napięć.
Dlaczego 6 V i 3 V sugerują, że R1 powinien być równy R2?
Bo 6 V jest dwukrotnością 3 V, więc potrzebny jest współczynnik 2 między napięciem wyjściowym a odniesieniem. W typowych układach, gdzie Uo = UZ · (1 + R1/R2), współczynnik 2 oznacza R1/R2 = 1, czyli R1 = R2.
Jak krok po kroku obliczyć R1, gdy znasz Uo, Uz i R2?
Ustal równanie zależności między napięciami i rezystorami (najczęściej w postaci Uo/UZ = 1 + R1/R2). Następnie oblicz Uo/UZ, odejmij 1 i pomnóż wynik przez R2. To daje szukaną wartość R1.
Czy w takim zadaniu trzeba liczyć prąd diody Zenera?
Zwykle nie, jeśli pytanie dotyczy wyłącznie doboru stosunku rezystancji do uzyskania danego napięcia. Prądy liczy się wtedy, gdy trzeba sprawdzić warunki poprawnej pracy diody (minimalny/maksymalny prąd) albo dobrać rezystor szeregowy ograniczający prąd.
Jakie są najczęstsze błędy przy zadaniach z diodą Zenera i rezystorami?
Najczęściej: (1) traktowanie układu jak zwykłego szeregu i dodawanie spadków napięć, (2) ignorowanie, że kluczowy jest stosunek R1/R2, (3) mylenie wzmocnienia 2 z dodaniem 2 V, (4) wybór "większej rezystancji" bez przeliczenia zależności.
Jak sprawdzić wynik obliczeń bez pełnego przeliczania od początku?
Można wykonać szybki test proporcji: policz R1/R2. Jeśli ma wyjść Uo = 2 · UZ, to w wielu typowych konfiguracjach musi być R1/R2 = 1. Gdy R2 = 1 kΩ, to R1 też powinno być 1 kΩ.
Kiedy w praktyce elektronik dobiera R1 i R2 pod konkretne napięcie wyjściowe?
Gdy projektuje lub serwisuje proste stabilizatory i układy odniesienia, skaluje napięcie do wejścia przetwornika A/C, ustawia próg komparatora albo konfiguruje blok pomiarowy w urządzeniu. Poprawny dobór R wpływa na dokładność, pobór prądu i odporność na zakłócenia.
Czy wartości 3 kΩ, 6 kΩ i 9 kΩ są w ogóle sensownymi dystraktorami?
Tak, bo wszystkie są wielokrotnościami 1 kΩ, więc wyglądają "logicznie" i łatwo je pomylić, jeśli ktoś nie zauważy relacji Uo/UZ. Bez policzenia stosunku rezystancji można błędnie uznać, że większe R1 "bardziej podniesie" napięcie wyjściowe.
Jak przygotować się do podobnych zadań na egzamin ELM.2?
Ćwicz krótkie rachunki na dzielniku napięcia i układach z napięciem odniesienia: zapis równania, przekształcenie do postaci R1 = (k-1)·R2, gdzie k = Uo/UZ. Warto też powtarzać pojęcia: stabilizacja, odniesienie, tolerancja rezystorów.
info

Około 50% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Przy R2 = 1 kΩ daje to R1 = 1 kΩ."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics" (3rd ed.), rozdziały o diodach, diodzie Zenera i układach odniesienia/stabilizacji napięcia.
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits" (7th ed.), rozdziały o diodach (w tym Zenera) oraz podstawowych układach z rezystorami i napięciem odniesienia.
  • Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, "Electronic Devices and Circuit Theory" (11th ed.), rozdział o diodach Zenera i stabilizacji napięcia.

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw analogowych układów elektronicznych (działy: dioda Zenera, stabilizacja, dzielniki napięcia)
  • Zadania rachunkowe z doboru elementów R w prostych układach odniesienia
  • Notatki/ściąga ze wzorami na dzielnik napięcia i relacje Uo względem Uz w typowych konfiguracjach
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego