KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2017 (test 2)

PYTANIE NR 16.
Jaka powinna być wartość znamionowego napięcia zasilania urządzenia, aby mogło być zasilane przez zasilacz impulsowy o charakterystyce napięciowo-prądowej przedstawionej na rysunku?
Ilustracja przedstawia wykres charakterystyki napięciowo-prądowej zasilacza impulsowego, co jest istotne w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Poziomy odcinek charakterystyki U2(I2) oznacza zakres stabilizacji napięcia wyjściowego zasilacza w normalnej pracy. Na wykresie ten "plateau" leży dokładnie w połowie między liniami 140 V i 160 V, więc napięcie stałe wynosi 150 V. Pozostałe wartości dotyczą innych poziomów lub stanów przeciążenia/zwarcia.

Pełne wyjaśnienie:

W zasilaczu impulsowym stabilizowanym kluczowe jest to, że w zakresie pracy normalnej napięcie wyjściowe U2 jest utrzymywane na stałym poziomie mimo zmian prądu obciążenia I2. Na wykresie U2(I2) taki obszar widać jako poziomy odcinek charakterystyki (tzw. plateau napięciowe).

W tym zadaniu należy dobrać napięcie znamionowe zasilania urządzenia tak, aby odpowiadało napięciu, jakie zasilacz dostarcza w stabilizacji. Z opisu wykresu wynika, że poziomy odcinek znajduje się dokładnie w połowie między poziomami siatki 140 V i 160 V. Połowa tej odległości to 150 V, więc taka powinna być wartość napięcia znamionowego urządzenia.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "160 V" to wartość odpowiadająca linii siatki powyżej plateau. Urządzenie o napięciu znamionowym 160 V byłoby niedozasilane, bo zasilacz w stabilizacji utrzymuje niższe napięcie.
  • "80 V" oraz "60 V" są zbyt niskie i mogą kojarzyć się ze spadkiem napięcia w obszarze zabezpieczeń (ograniczenie prądowe/foldback) albo ze stanami awaryjnymi. Nie są to wartości napięcia w normalnym zakresie regulacji.

Warto zauważyć, że oznaczenia częstotliwości (kHz) informują o sposobie pracy przetwornicy przy różnych obciążeniach, ale nie służą do wyznaczenia napięcia. Do doboru urządzenia liczy się przede wszystkim wartość U2 w stabilizacji oraz to, czy wymagany prąd obciążenia nie przekracza punktu zwrotnego (granicy, po której zasilacz przechodzi w tryby ochronne).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Poziomy odcinek oznacza zakres stabilizacji napięcia: zasilacz utrzymuje prawie stałe U2 mimo zmian prądu obciążenia I2. To jest typowy obszar "normalnej pracy", z którego odczytuje się napięcie wyjściowe do doboru odbiornika.
Najpierw znajdź fragment, gdzie krzywa jest prawie pozioma (stabilizacja). Następnie odczytaj U2 z osi pionowej, korzystając ze skali i siatki. Gdy plateau leży między liniami (np. 140 V i 160 V), trzeba odczytać wartość pośrednią (tu: środek, czyli 150 V).
Bo to napięcie jest utrzymywane przez zasilacz podczas normalnej pracy. Dobór urządzenia na inne napięcie powoduje niedozasilanie lub pracę poza parametrami. Prawidłowo dobrane napięcie znamionowe minimalizuje ryzyko błędów działania i przechodzenia zasilacza w tryby ochronne.
Nie bezpośrednio. Oznaczenia kHz pokazują, jak zmienia się sposób pracy przetwornicy wraz z obciążeniem, ale napięcie wyjściowe odczytuje się z osi U2 i przebiegu krzywej. Do doboru napięcia znamionowego odbiornika liczy się wartość stabilizowana U2.
To granica obciążenia, po której zasilacz przestaje utrzymywać stałe napięcie i uruchamia ograniczenie prądowe. Za punktem zwrotnym zasilacz przechodzi w tryb ochronny (np. foldback), a U2 spada. W praktyce oznacza to, że obciążenie jest zbyt duże.
Foldback to sposób ochrony, w którym po przeciążeniu lub zwarciu zasilacz zmniejsza prąd i jednocześnie obniża napięcie, ograniczając moc tracona i nagrzewanie. Na wykresie widać to jako odcinek, gdzie przy dalszych "awaryjnych" warunkach napięcie spada zamiast pozostać stałe.
Bo są to wartości typowe dla obszaru, gdzie zasilacz jest już w trybie ochronnym (przeciążenie/zwarcie) i napięcie spada. Częsty błąd polega na tym, że zdający odczytuje napięcie z "opadającej" części krzywej zamiast z plateau stabilizacji.
"Stan gotowości" to punkt przy bardzo małym obciążeniu (blisko I2 = 0), często z nieco innym napięciem niż w stabilizacji. Normalna praca to szeroki zakres prądów, w którym krzywa jest pozioma. Do doboru odbiornika przyjmuje się napięcie z plateau, nie z pojedynczego punktu startowego.
Poza napięciem znamionowym sprawdza się maksymalny pobór prądu urządzenia i porównuje z zakresem pracy stabilizacji (przed punktem zwrotnym). Warto też uwzględnić zapas prądowy, prąd rozruchowy, warunki chłodzenia oraz zabezpieczenia, aby zasilacz nie wchodził w ograniczenie prądowe.
Skup się na tym, co jest osią (U2 i I2), gdzie jest plateau, a gdzie tryby ochronne. Odczytuj wartości z siatki, nie "na oko" z opisów pobocznych (np. kHz). Jeśli odpowiedź jest "pomiędzy" liniami (np. 140 i 160), oszacuj wartość pośrednią.
info

Statystycznie 69% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Poziomy odcinek charakterystyki U2(I2) oznacza zakres stabilizacji napięcia wyjściowego zasilacza w normalnej pracy."

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z elektrotechniki: napięcie, prąd, moc, odczyt z wykresów
  • Podstawy energoelektroniki: zasilacze impulsowe, stabilizacja i zabezpieczenia
  • Ćwiczenia z interpretacji charakterystyk U-I (zasilacze, źródła prądowe/napięciowe)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego