KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2008

PYTANIE NR 33.
Jaki miernik należy zastosować w przedstawionym na rysunku układzie pomiaru metodą pośrednią?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny związany z pomiarem metodą pośrednią, co jest istotne w kontekście kwalifikacji
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W metodzie pośredniej prąd wyznacza się z prawa Ohma: mierzy się spadek napięcia U na rezystorze wzorcowym Rwz i oblicza I=U/Rwz. Ponieważ miernik na schemacie jest podłączony równolegle do Rwz, musi to być przyrząd do pomiaru napięcia, czyli woltomierz.

Pełne wyjaśnienie:

W układzie pomiaru metodą pośrednią nie zawsze mierzy się poszukiwaną wielkość bezpośrednio. Zamiast tego mierzy się inną wielkość, a wynik oblicza z zależności fizycznych. W pokazanym schemacie zastosowano rezystor wzorcowy Rwz o znanej rezystancji.

Aby wyznaczyć prąd płynący przez gałąź z Rwz, mierzy się spadek napięcia na tym rezystorze i korzysta z prawa Ohma: I = U / Rwz. Z tego powodu przyrząd dołączony do zacisków Rwz musi mierzyć napięcie, czyli powinien być podłączony równolegle. Tak właśnie jest na rysunku: miernik "?" łączy węzeł nad Rwz z węzłem pod Rwz, więc mierzy różnicę potencjałów między końcami rezystora.

Odpowiedź "Woltomierz." jest poprawna, ponieważ woltomierz ma (w założeniu) bardzo dużą rezystancję wewnętrzną, pobiera znikomy prąd i nie zakłóca istotnie pracy obwodu podczas pomiaru napięcia.

Pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe z typowych powodów miernictwa:

  • "Amperomierz." włącza się szeregowo. Gdyby włączyć go równolegle do Rwz, gałąź zostałaby praktycznie zwarta (niska rezystancja wewnętrzna amperomierza), co zmieniłoby prąd w obwodzie i mogłoby uszkodzić przyrząd.
  • "Omomierz." służy do pomiaru rezystancji i wymaga obwodu bez zasilania; w zasilonym układzie dawałby błędny wynik i stwarzał ryzyko uszkodzenia.
  • "Watomierz." jest przeznaczony do pomiaru mocy i wymaga specyficznego połączenia obwodu prądowego i napięciowego; nie jest właściwym przyrządem do samego pomiaru spadku napięcia na Rwz w tym układzie.

W praktyce taka metoda jest często stosowana w automatyce i mechatronice, gdy wygodniej lub dokładniej jest mierzyć napięcie na znanym rezystorze (np. shuncie) i z tego obliczać prąd.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Pomiar pośredni polega na tym, że nie mierzysz szukanej wielkości wprost, tylko mierzysz inną (łatwiejszą do zmierzenia) i obliczasz wynik ze znanej zależności. Np. prąd można wyznaczyć z prawa Ohma, mierząc napięcie na rezystorze o znanej rezystancji.
Woltomierz mierzy różnicę potencjałów między dwoma punktami, więc musi być podłączony do zacisków badanego elementu równolegle. Ma dużą rezystancję wewnętrzną, dzięki czemu pobiera bardzo mały prąd i zwykle nie zmienia pracy badanego układu.
Najpierw mierzysz spadek napięcia U na rezystorze wzorcowym Rwz woltomierzem. Następnie liczysz prąd ze wzoru I = U / Rwz. To klasyczny przykład wykorzystania prawa Ohma w pomiarze pośrednim.
Amperomierz ma małą rezystancję wewnętrzną i jest przeznaczony do włączania szeregowego. Podłączenie go równolegle do elementu może spowodować praktyczne zwarcie tej gałęzi, duży prąd i ryzyko uszkodzenia miernika, przewodów lub badanego układu.
Rezystor wzorcowy (Rwz) to rezystor o znanej, możliwie stabilnej i dokładnie określonej wartości. Wykorzystuje się go jako element "odniesienia" w pomiarze pośrednim, np. do wyznaczania prądu na podstawie spadku napięcia na tym rezystorze.
Nie. Omomierz wprowadza do badanego obwodu własne napięcie/prąd pomiarowy i zakłada brak zasilania zewnętrznego. Pomiar rezystancji w układzie pod napięciem prowadzi do błędnych wskazań i może uszkodzić miernik oraz stwarzać zagrożenie dla użytkownika.
Najprostsza wskazówka to sposób włączenia: jeśli przyrząd jest podłączony równolegle do badanego elementu (do jego dwóch zacisków), to mierzy napięcie. Jeśli byłby włączony szeregowo w torze prądowym, wtedy wskazywałby pomiar prądu (amperomierz).
Stosuje się go m.in. gdy chcesz ograniczyć wpływ rezystancji amperomierza na obwód, gdy zależy Ci na wysokiej dokładności albo gdy układ jest wygodniej "monitorować" napięciem (np. w sterownikach). Mierzysz spadek napięcia na znanym rezystorze i z niego liczysz prąd.
Watomierz mierzy moc czynną i zwykle wymaga jednoczesnego podłączenia toru prądowego (szeregowo) oraz toru napięciowego (równolegle). W pokazanym układzie celem jest pomiar napięcia na rezystorze wzorcowym do obliczenia prądu, więc wystarcza woltomierz, a watomierz nie rozwiązuje tego zadania.
Typowy błąd to wybór amperomierza "bo chodzi o prąd" bez zauważenia, że prąd ma być wyznaczony pośrednio z U/R. Częste jest też mylenie połączeń: woltomierz powinien być równolegle, amperomierz szeregowo. Uczniowie pomijają też wpływ przyrządu na obwód i ryzyko zwarcia.
info

Około 62% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Według specjalistów z branży: "W metodzie pośredniej prąd wyznacza się z prawa Ohma: mierzy się spadek napięcia U na rezystorze wzorcowym Rwz i oblicza I=U/Rwz."

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty do miernictwa elektrycznego (działy: przyrządy pomiarowe, metody pomiaru pośredniego)
  • Materiały dydaktyczne z elektrotechniki w zakresie prawa Ohma i obwodów DC
  • Instrukcje obsługi multimetrów cyfrowych (sekcje: pomiar napięcia/prądu, bezpieczeństwo pomiarów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego