Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2015



PYTANIE NR 12.
Jakie najniższe znamionowe napięcie wsteczne mogą mieć diody zastosowane w układzie pokazanym na schemacie?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który może być używany w kontekście egzaminu zawodowego dla technika elektryka,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla uzwojenia wtórnego 21 V (RMS) wartość szczytowa wynosi Upeak = 21×√2 ≈ 29,7 V.
W mostku Graetza dioda w stanie zaporowym musi wytrzymać co najmniej to napięcie, więc minimalne znamionowe napięcie wsteczne z podanych odpowiedzi to 30 V.

Pełne wyjaśnienie:

W pytaniu chodzi o dobór minimalnego znamionowego napięcia wstecznego diody (często oznaczanego jako URR lub VRRM) w prostowniku mostkowym, czyli w mostku Graetza. Kluczowe jest to, że transformator na schemacie ma napięcie wtórne podane jako wartość skuteczna (RMS).

1) Przeliczenie RMS na wartość szczytową
Dla przebiegu sinusoidalnego zachodzi zależność:
Upeak = URMS × √2.
Podstawiamy URMS = 21 V:
Upeak ≈ 21 × 1,414 ≈ 29,7 V.

2) Co "widzi" dioda w mostku?
W mostku Graetza w każdej połówce okresu dwie diody przewodzą, a dwie są spolaryzowane zaporowo. Te diody w zaporze muszą wytrzymać napięcie wsteczne rzędu wartości szczytowej napięcia wtórnego. Dlatego warunek minimalny doboru jest:
URR ≥ Upeak ≈ 29,7 V.

3) Ocena odpowiedzi

  • "20 V" jest zbyt małe: jest poniżej ok. 29,7 V, więc w szczytach sinusoidy dioda mogłaby wejść w obszar przebicia.
  • "30 V" spełnia warunek minimalny (jest nieco powyżej 29,7 V), więc jest najniższą poprawną wartością z listy.
  • "35 V" również jest poprawne jako dobór bezpieczny, ale nie jest wartością najniższą.
  • "75 V" także zadziała, jednak to nadmierny zapas w kontekście pytania o minimum.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniu pojawia się transformator z napięciem wtórnym w woltach bez dodatkowych opisów, najczęściej chodzi o RMS. Jeśli pytanie dotyczy wytrzymałości napięciowej elementu (URR/VRRM), prawie zawsze trzeba przejść na wartość szczytową poprzez √2.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest znamionowe napięcie wsteczne diody (URR/VRRM)?
To maksymalne napięcie, jakie dioda może długotrwale wytrzymać w kierunku zaporowym bez przebicia. W doborze elementów do prostowników przyjmuje się, że VRRM/URR musi być co najmniej równe spodziewanemu napięciu szczytowemu w zaporze, a w praktyce daje się dodatkowy zapas.
Jak obliczyć napięcie szczytowe z 21 V RMS na transformatorze?
Dla sinusoidy obowiązuje zależność Upeak = URMS × √2. Dla 21 V RMS wychodzi ok. 21×1,414 ≈ 29,7 V. To właśnie ta wartość jest punktem odniesienia przy minimalnym doborze napięcia wstecznego diod w prostowniku.
Dlaczego nie wystarczy przyjąć 21 V jako napięcia dla doboru diody?
21 V to wartość skuteczna, a dioda w zaporze "widzi" chwilowe wartości napięcia, w tym szczyty sinusoidy. Szczyt jest wyższy o czynnik √2, więc przy 21 V RMS pojawiają się maksima ok. 29,7 V. Pominięcie √2 zaniża wymagania i grozi przebiciem.
Co to jest mostek Graetza i ile diod w nim pracuje jednocześnie?
Mostek Graetza to prostownik pełnookresowy z czterech diod. W każdej połówce okresu przewodzą dwie diody, a dwie są spolaryzowane zaporowo. Dzięki temu na wyjściu otrzymuje się napięcie o stałej polaryzacji, łatwe do filtrowania kondensatorem.
Jakie napięcie wsteczne musi wytrzymać dioda w mostku prostowniczym?
W typowym mostku prostowniczym dioda będąca w zaporze musi wytrzymać napięcie zbliżone do wartości szczytowej napięcia wtórnego transformatora. Dlatego oblicza się Upeak z RMS, a następnie dobiera diodę tak, aby jej VRRM/URR było co najmniej na tym poziomie (zwykle z zapasem).
Czy dobór 75 V zamiast 30 V jest błędem na egzaminie?
W praktyce 75 V może być poprawnym, "bezpiecznym" doborem, ale w zadaniu pytanie brzmi o najniższe napięcie znamionowe spełniające warunek. Na egzaminie liczy się spełnienie warunku minimalnego i rozumienie pojęcia "najniższe", więc wybranie zbyt dużego zapasu bywa oceniane jako odpowiedź niepoprawna.
Jakie błędy najczęściej robi się przy doborze diod do prostownika?
Najczęstsze pomyłki to: mylenie RMS z wartością szczytową, pomijanie mnożnika √2, dobór "na oko" bez sprawdzenia VRRM/URR, a także ignorowanie tego, że zadanie może pytać o minimum (wtedy nie wybiera się największej wartości, tylko najmniejszą spełniającą warunek).
Czy spadek napięcia na diodach ma znaczenie dla napięcia wstecznego?
Spadek napięcia w kierunku przewodzenia (np. ok. 0,7–1 V dla diody krzemowej) wpływa głównie na napięcie wyjściowe prostownika, a nie na minimalny warunek wytrzymałości zaporowej. Przy doborze URR/VRRM kluczowe jest napięcie szczytowe po stronie AC oraz to, jakie napięcie może się pojawić na diodzie w zaporze.
Kiedy w pracy technika gazownictwa spotyka się takie zasilacze i prostowniki?
W praktyce mogą występować w zasilaniu elementów automatyki i zabezpieczeń: detektorów gazu, sterowników, układów sygnalizacji czy zasilaczy pomocniczych. Umiejętność oceny parametrów prostownika pomaga w serwisie i diagnostyce usterek zasilania, które mogą wpływać na pracę systemów bezpieczeństwa.
Jak szybko rozpoznać na schemacie, że transformator ma 21 V RMS?
Na schematach napięcie wtórne transformatora zwykle podaje się jako wartość skuteczną. Jeśli widzisz zapis typu "230 V/21 V", najczęściej oznacza to 230 V AC RMS po stronie pierwotnej i 21 V AC RMS po stronie wtórnej. Do obliczeń szczytu i doboru VRRM/URR zawsze przelicz to przez √2.
info

Statystycznie 52% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "Sztuka elektroniki" (The Art of Electronics) – rozdziały o diodach i prostownikach; zależność RMS i wartości szczytowej dla sinusoidy (wydania polskie, treści podstawowe)
  • AllAboutCircuits – artykuł: "Peak and RMS Voltage" (zależność Vrms i Vpeak), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-1/peak-and-rms-voltage/ - accessed 2026-03-04
  • Electronics-Tutorials – sekcja o mostku prostowniczym: "The Full Wave Bridge Rectifier", opis napięć w prostowniku i roli diod, https://www.electronics-tutorials.ws/diode/diode_6.html - accessed 2026-03-04

Materiały:

  • Podręcznik podstaw elektroniki (prostowniki, parametry diod)
  • Notatki z elektrotechniki: wartości RMS i szczytowe przebiegów sinusoidalnych
  • Karty katalogowe diod prostowniczych (sekcja: VRRM/URR)
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego