KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2009

PYTANIE NR 16.
Maksymalna wartość natężenia prądu płynącego przez rezystor Ro wynosi
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego z kwalifikacji zawodowej dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Maksymalny prąd uzyskuje się przy minimalnej rezystancji całego obwodu.
Rezystor R0 jest w szeregu z blokiem równoległym R1||R2, a R1 jest nastawny, więc może mieć 0 Ω. Dla R1=0 Ω: (R1||R2)=0 Ω, więc Rcałk=20 Ω. Z prawa Ohma Imax=100 V/20 Ω=5 A.

Pełne wyjaśnienie:

Aby wyznaczyć maksymalny prąd płynący przez rezystor R0, trzeba zauważyć dwie własności obwodu:

  • R0 jest połączony szeregowo z blokiem równoległym R1||R2, więc prąd przez R0 jest taki sam jak prąd całego obwodu.
  • Rezystor R1 jest nastawny, czyli jego rezystancja może się zmieniać w zakresie od wartości minimalnej (w modelu idealnym 0 Ω) do wartości maksymalnej (tu 10 Ω).

Dla stałego napięcia zasilania U=100 V prąd całkowity wynosi I=U/Rcałk. Zatem aby prąd był największy, rezystancja zastępcza Rcałk musi być jak najmniejsza.

Rezystancja całkowita ma postać:

Rcałk = R0 + (R1||R2)

Połączenie równoległe ma rezystancję: (R1||R2) = (R1·R2)/(R1+R2), ale najprościej rozważyć przypadek skrajny. Gdy R1 ustawimy na minimum, czyli R1=0 Ω, gałąź z R1 stanowi zwarcie, a całe połączenie równoległe ma wtedy rezystancję 0 Ω (bo równoległe połączenie z 0 Ω daje 0 Ω).

Wtedy:

  • (R1||R2)=0 Ω
  • Rcałk = 20 Ω + 0 Ω = 20 Ω
  • Imax = 100 V / 20 Ω = 5 A

Dlaczego pozostałe wartości są błędne? Odpowiedź "4 A" odpowiada sytuacji, gdy przyjmiemy R1=10 Ω: wtedy (10 Ω||10 Ω)=5 Ω i Rcałk=25 Ω, więc I=4 A, ale to nie jest wartość maksymalna. Odpowiedzi "3,3 A" i "2,5 A" odpowiadałyby jeszcze większej rezystancji całkowitej, a więc mniejszemu prądowi; wynikają zwykle z pomyłek w liczeniu rezystancji zastępczej lub z błędnego założenia, że R1 nie może zejść do wartości bliskiej 0 Ω.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wyznacz prąd z prawa Ohma I=U/R, ale najpierw znajdź minimalną rezystancję zastępczą obwodu. Dla prądu maksymalnego ustaw rezystor nastawny na wartość najmniejszą (zwykle bliską 0 Ω), policz Rcałk i dopiero potem I.
Przy stałym napięciu źródła zależność jest odwrotna: I=U/R. Gdy R maleje, prąd rośnie. Dlatego w zadaniach o "maksymalnym prądzie" najpierw szuka się warunku, w którym rezystancja zastępcza całego obwodu jest najmniejsza.
Symbol rezystora nastawnego (potencjometru) oznacza, że jego rezystancję można regulować w pewnym zakresie. W zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się wartości skrajne: minimalną (modelowo 0 Ω) i maksymalną (np. 10 Ω), aby znaleźć maksima i minima prądów lub napięć.
Dla dwóch rezystorów równoległych użyj wzoru: Rz=(R1·R2)/(R1+R2). Pamiętaj też o szczególnym przypadku: jeśli jeden z rezystorów ma 0 Ω, to całe połączenie równoległe ma 0 Ω (zwarcie "dominuje" gałąź równoległą).
Tak, jeśli R0 jest w szeregu z resztą obwodu, to prąd przez element szeregowy jest taki sam jak prąd całkowity. Różne prądy pojawiają się dopiero w gałęziach równoległych (tam prąd się dzieli), ale po złączeniu gałęzi wraca do jednej wartości.
4 A wyjdzie, gdy ktoś założy, że R1 ma "10 Ω" zawsze, bo taka wartość jest opisana przy elemencie. W tym zadaniu R1 jest jednak nastawny, więc 10 Ω to wartość maksymalna, a prąd maksymalny otrzymuje się przy nastawie minimalnej, czyli mniejszej rezystancji.
Najczęstsze pomyłki to: zamiana zasad dla szeregu i równoległego, nieuwzględnianie wartości skrajnych potencjometru, liczenie "na pamięć" bez analizy, gdzie prąd jest wspólny, oraz błędne wnioski typu "większa rezystancja w gałęzi równoległej zawsze zwiększa prąd".
Gdy dobiera się elementy pod kątem bezpieczeństwa: bezpiecznik, ścieżki na PCB, tranzystor sterujący, złącza lub moc rezystora. Projektant zwykle analizuje najgorszy przypadek (maksymalny prąd), aby element nie przegrzewał się i nie ulegał uszkodzeniu.
Użyj kontroli skrajnych przypadków. Jeśli da się zmniejszyć rezystancję obwodu (np. potencjometrem do minimum), prąd powinien wzrosnąć. Porównaj też: przy większej rezystancji całkowitej prąd nie może być większy, bo I=U/R. To szybki test sensowności wyniku.
Kluczowe są: prawo Ohma, łączenie rezystorów szeregowo i równolegle, analiza obwodów DC oraz interpretacja symboli na schemacie (w tym potencjometru). W ELM.2 liczy się też umiejętność wnioskowania o wartościach maksymalnych/minimalnych.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 40% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że maksymalny prąd uzyskuje się przy minimalnej rezystancji całego obwodu.Rezystor R0 jest w szeregu z blokiem równoległym R1||R2, a R1 jest nastawny, więc może mieć 0 Ω.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): Prawo Ohma — https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): Połączenie równoległe — https://pl.wikipedia.org/wiki/Po%C5%82%C4%85czenie_r%C3%B3wnoleg%C5%82e (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): Rezystor nastawny (potencjometr) — https://pl.wikipedia.org/wiki/Potencjometr (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały do ELM.2 z działu: podstawy elektrotechniki i analiza prostych obwodów DC
  • Karty wzorów: prawo Ohma oraz łączenie rezystorów (szeregowo/równolegle)
  • Zadania treningowe z połączeń mieszanych rezystorów i elementów nastawnych (potencjometrów)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego