KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 15.
Jakie będzie wskazanie amperomierza, gdy układ przedstawiony na schemacie zasilany jest ze źródła napięcia stałego o napięciu U=100V?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który może być używany w kontekście egzaminu zawodowego dla elektromechanika,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wskazanie amperomierza wynosi 0 A, gdy w gałęzi z amperomierzem nie ma wymuszonej różnicy potencjałów.
W takim układzie (np. przy symetrii lub równowadze połączeń) napięcie na zaciskach amperomierza jest równe 0 V, więc zgodnie z prawami obwodów prądu stałego prąd IA również jest zerowy.

Pełne wyjaśnienie:

Amperomierz mierzy prąd płynący przez gałąź, w którą jest włączony, a nie "prąd całego układu". Dlatego, aby poprawnie przewidzieć wskazanie, trzeba ustalić, czy na zaciskach tej gałęzi występuje różnica potencjałów, która wymusza przepływ prądu.

W obwodach prądu stałego mogą wystąpić sytuacje, w których mimo obecności źródła napięcia (tu: 100 V) w pewnym fragmencie obwodu prąd jest równy zero. Dzieje się tak wtedy, gdy:

  • gałąź jest w stanie równowagi (np. układ ma symetrię i oba końce amperomierza są na tym samym potencjale),
  • lub obwód w tej gałęzi nie ma skutecznego "napędu" napięciowego (napięcie na zaciskach gałęzi jest 0 V).

Jeżeli napięcie na amperomierzu jest równe 0 V, to z praw Kirchhoffa wynika, że nie ma przyczyny powodującej przepływ prądu przez ten element. W konsekwencji wskazanie IA=0 A jest poprawne.

Pozostałe odpowiedzi (0,2 A; 0,5 A; 1 A) odpowiadają sytuacjom, w których na amperomierzu występuje niezerowe napięcie i/lub istnieje jednoznaczna rezystancja zastępcza wyznaczająca prąd. Typowym błędem jest automatyczne zastosowanie zależności w rodzaju U/R bez sprawdzenia, czy w ogóle istnieje różnica potencjałów w rozpatrywanej gałęzi oraz czy prąd, który liczymy, jest tym samym prądem, który mierzy amperomierz.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal, co dokładnie mierzy przyrząd i czy oba jego zaciski nie są połączone do węzłów o tym samym potencjale; dopiero potem wykonuj obliczenia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Amperomierz pokazuje natężenie prądu płynącego przez siebie, czyli przez gałąź, w którą jest włączony szeregowo. Nie jest to automatycznie prąd "całego układu". Aby odczyt był niezerowy, musi istnieć droga przepływu oraz niezerowa różnica potencjałów w tej gałęzi.
Bo napięcie źródła 100 V może rozkładać się w obwodzie tak, że na zaciskach gałęzi z amperomierzem jest 0 V. Wtedy brak "napędu" do przepływu prądu w tej gałęzi (np. równowaga/symetria połączeń), więc wskazanie pozostaje zerowe.
Sprawdź, czy oba końce tej gałęzi są podłączone do węzłów o tym samym potencjale. Pomaga analiza węzłów, symetrii obwodu oraz zastosowanie praw Kirchhoffa. Jeśli różnica potencjałów na gałęzi jest 0 V, to prąd w niej również będzie 0 A.
Najczęściej myli się prąd w całym obwodzie z prądem w gałęzi pomiarowej, liczy się U/R bez weryfikacji napięcia na zaciskach amperomierza oraz ignoruje się symetrię układu. Częsty jest też błąd w interpretacji węzłów: "jest źródło, więc musi płynąć prąd".
Najczęściej stosuje się prawo Ohma oraz prawa Kirchhoffa (oczka i węzły). Dla bardziej złożonych układów przydaje się upraszczanie połączeń (szeregowe/równoległe) oraz ocena symetrii. Zawsze analizuj konkretną gałąź, w której jest miernik.
W typowych pomiarach natężenia prądu amperomierz włącza się szeregowo z elementem/gałęzią, w której prąd ma być mierzony. Włączenie równoległe jest błędem i może spowodować zwarcie (zwłaszcza przy idealizowanym małym oporze wewnętrznym miernika).
Trzeba wyznaczyć potencjały węzłów, do których podłączony jest amperomierz (np. metodą węzłową) albo ocenić układ przez symetrię. Jeżeli oba węzły mają taki sam potencjał, napięcie na amperomierzu wynosi 0 V, a wtedy prąd przez niego nie popłynie.
W mostku (układzie "mostkowym") prąd w przekątnej jest równy 0 A, gdy mostek jest zrównoważony, czyli potencjały w węzłach przekątnej są równe. W praktyce oznacza to spełnienie warunku równowagi wynikającego ze stosunków rezystancji w gałęziach.
Często przyjmuje się amperomierz idealny (bardzo mały opór), ale nie zawsze jest to dopisane wprost. Gdy zadanie opiera się na równowadze potencjałów (I=0), opór miernika zwykle nie zmienia wyniku. Jeśli jednak prąd jest niezerowy, założenia o oporze mogą wpływać na obliczenia.
Ćwicz: (1) oznaczanie węzłów i oczek, (2) szybkie rozpoznawanie połączeń szeregowych/równoległych, (3) przypadki prądu zerowego przez gałąź (symetria, równowaga mostka, brak różnicy potencjałów). Na końcu zawsze sprawdź, czy obliczyłeś prąd w tej gałęzi, gdzie jest amperomierz.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 45% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Wikipedia (PL): Amperomierz — https://pl.wikipedia.org/wiki/Amperomierz (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): Prawa Kirchhoffa — https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawa_Kirchhoffa (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): Prawo Ohma — https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Materiały do nauki praw Kirchhoffa i analizy obwodów DC (skrypt/rozdział z elektrotechniki ogólnej)
  • Zadania z mostków rezystancyjnych i warunków równowagi (prąd w przekątnej równy 0)
  • Instrukcje BHP dotyczące wykonywania pomiarów elektrycznych przy urządzeniach i instalacjach pomocniczych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego