KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 27.
Dołączenie obciążenia R do przedstawionego na schemacie dzielnika napięcia
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny dzielnika napięcia, który jest istotny w kontekście egzaminu zawodowego dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dołączenie obciążenia do wyjścia dzielnika powoduje, że rezystancja "dolnej" gałęzi maleje (zwykle R2 jest równolegle z R). Prąd rośnie, a napięcie wyjściowe na R2 jest mniejsze niż bez obciążenia, więc obserwuje się spadek napięcia na R2.

Pełne wyjaśnienie:

Dzielnik napięcia zbudowany z rezystorów połączonych szeregowo (np. R1 i R2) daje napięcie wyjściowe na rezystorze R2, które w idealnym przypadku zależy tylko od stosunku rezystancji. W praktyce napięcie wyjściowe jest poprawne tylko wtedy, gdy do punktu wyjściowego nie jest podłączone dodatkowe obciążenie lub gdy ma ono bardzo dużą rezystancję.

Jeżeli do wyjścia dołączymy obciążenie R (typowo równolegle do R2), to rezystancja widziana "na dole" dzielnika staje się rezystancją zastępczą połączenia równoległego: Rz=R2||R. Taka rezystancja zastępcza jest zawsze mniejsza niż samo R2. To zmienia podział napięcia: większa część napięcia odkłada się na R1, a mniejsza na gałęzi dolnej, czyli napięcie na R2 (i na obciążeniu) spada.

Odpowiedź "spowoduje wzrost napięcia na rezystorze R2" jest błędna, bo dołączenie obciążenia nie zwiększa rezystancji dolnej gałęzi – zwykle ją zmniejsza. Odpowiedź "nie zmieni wartości napięcia na R2" byłaby prawdziwa jedynie w przybliżeniu, gdy R jest bardzo duże (obciążenie praktycznie nie pobiera prądu). Odpowiedź "spowoduje wzrost lub spadek…, zależnie od wartości R2" w typowym układzie obciążenia równoległego jest myląca: przy stałym R1 dołączenie równoległe nie prowadzi do wzrostu napięcia wyjściowego, co najwyżej do braku zauważalnej zmiany przy bardzo dużym R.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy obciążenie jest równolegle do rezystora, na którym mierzysz napięcie – wtedy napięcie wyjściowe dzielnika prawie zawsze maleje.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Dzielnik napięcia to układ (najczęściej z dwóch rezystorów szeregowo), który daje na wyjściu część napięcia wejściowego. Używa się go m.in. do dopasowania poziomu napięcia do wejścia pomiarowego, polaryzacji tranzystorów oraz tworzenia napięć odniesienia w prostych układach elektronicznych.
Obciążenie podłączone do wyjścia pobiera prąd i zmienia warunki pracy dzielnika. Gdy obciążenie jest równolegle do dolnego rezystora, zmniejsza rezystancję tej gałęzi, co zwykle powoduje spadek napięcia wyjściowego w porównaniu z sytuacją bez obciążenia.
Najczęściej obciążenie jest dołączane równolegle do R2, więc powstaje połączenie równoległe o mniejszej rezystancji zastępczej niż samo R2. Mniejsza rezystancja dolnej gałęzi zmienia podział napięcia: więcej odkłada się na R1, mniej na R2.
Najpierw policz rezystancję zastępczą gałęzi wyjściowej: Rz=R2||R (połączenie równoległe). Potem traktuj układ jak zwykły dzielnik R1 i Rz. Napięcie wyjściowe jest na Rz, czyli takie samo jak na R2 i R.
W typowym przypadku, gdy obciążenie jest dołączone równolegle do R2, napięcie wyjściowe nie rośnie i zwykle spada. Jeśli rezystancja obciążenia jest bardzo duża względem R2, spadek może być pomijalny, więc w praktyce napięcie wygląda na niezmienione.
Stosuje się zasadę: rezystancja obciążenia powinna być dużo większa od rezystancji "dolnej" gałęzi dzielnika (np. co najmniej 10×). W praktyce pomaga też bufor (np. wzmacniacz operacyjny jako wtórnik), który izoluje dzielnik od obciążenia.
Typowe błędy to: liczenie napięcia jak dla nieobciążonego dzielnika, pomijanie połączenia równoległego R2 z obciążeniem oraz mylenie miejsca pomiaru (czy napięcie jest na R2, czy na całej gałęzi). Często też błędnie zakłada się, że większy prąd oznacza większe napięcie.
Bardzo często przy podłączaniu wejścia analogowego mikrokontrolera, modułu pomiarowego lub wejścia wzmacniacza. Każde takie wejście ma skończoną impedancję i może obciążyć dzielnik, powodując błąd odczytu. W serwisie objawia się to "znikaniem" napięcia po podłączeniu elementu.
Tak, bo multimetr ma określoną rezystancję wejściową. Zwykle jest ona duża, więc wpływ bywa mały, ale przy dzielnikach o dużych rezystancjach (np. setki kiloomów i więcej) obciążenie miernikiem może zauważalnie zaniżyć napięcie. Wtedy warto zmienić wartości rezystorów lub użyć bufora.
Obciążenie równoległe ma oba końce podłączone do tych samych dwóch węzłów co element obciążany (np. do wyjścia i masy przy R2). Obciążenie szeregowe leży w tej samej gałęzi prądowej, przez którą płynie ten sam prąd co przez element. Ta różnica decyduje o tym, jak zmienia się napięcie i prąd.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 40% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Dołączenie obciążenia do wyjścia dzielnika powoduje, że rezystancja "dolnej" gałęzi maleje (zwykle R2 jest równolegle z R)."

Źródła:

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider - accessed 2026-03-04
  • https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-5/voltage-divider-rule/ - accessed 2026-03-04
  • https://www.electronics-tutorials.ws/dccircuits/voltage-divider.html - accessed 2026-03-04

Materiały:

  • Notatki: rezystancja zastępcza połączenia równoległego
  • Zadania rachunkowe z dzielników napięcia z obciążeniem
  • Instrukcje i poradniki dot. wejść analogowych (ADC) i ich impedancji

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego