KWALIFIKACJA ELM2 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 36.
Które mierniki w przedstawionym układzie elektrycznym należy zastosować do pomiaru, aby wyznaczyć moc wydzieloną na rezystorze R2?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który może być używany w kontekście egzaminu zawodowego dla kwalifikacji EE3 w
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby wyznaczyć moc wydzieloną na R2, trzeba znać prąd płynący przez R2 i napięcie na R2.
Stosuje się więc amperomierz włączony szeregowo z gałęzią R2 (pomiar I) oraz woltomierz włączony równolegle do R2 (pomiar U), a następnie liczy P=U·I.

Pełne wyjaśnienie:

Moc wydzielana na rezystorze R2 (moc strat w postaci ciepła) w stanie ustalonym może być wyznaczona na kilka równoważnych sposobów:

  • P = U · I – gdy znamy napięcie na R2 oraz prąd przez R2,
  • P = I2 · R – gdy znamy prąd przez R2 i wartość R2,
  • P = U2 / R – gdy znamy napięcie na R2 i wartość R2.

W praktyce pomiarowej najprościej i najbezpieczniej (z punktu widzenia logiki zadania) jest dobrać mierniki tak, aby bezpośrednio zmierzyć U na R2 oraz I przez R2, a następnie policzyć P = U · I.

Dlatego poprawny dobór to: amperomierz do pomiaru prądu (musi być włączony szeregowo w tej gałęzi obwodu, w której płynie prąd R2) oraz woltomierz do pomiaru napięcia (musi być włączony równolegle do zacisków R2).

Odpowiedzi z dwoma woltomierzami są błędne, bo nie dostarczają informacji o prądzie przez R2 – samo napięcie (bez znajomości R2 albo I) nie wystarcza do jednoznacznego wyznaczenia mocy w dowolnym układzie. Wskazania omomierza także nie rozwiązują problemu: omomierz służy do pomiaru rezystancji i standardowo wymaga braku zasilania oraz odłączenia elementu od wpływu pozostałych gałęzi, więc nie jest właściwym przyrządem do wyznaczania mocy wydzielanej w pracującym obwodzie.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy pytanie dotyczy mocy na konkretnym elemencie, najpierw zidentyfikuj, jakie wielkości dotyczą tego elementu (spadek napięcia na nim i prąd przez niego), a dopiero potem dobierz mierniki i sposób włączenia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najczęściej mierzy się napięcie na R2 oraz prąd płynący przez R2. Mając te dwie wartości, liczysz moc ze wzoru P=U·I. To podejście działa niezależnie od tego, jak złożony jest reszty obwodu.
Amperomierz włącza się szeregowo z elementem, przez który ma płynąć mierzony prąd. W praktyce oznacza to "przerwanie" gałęzi z R2 i wstawienie miernika w tę przerwę, aby cały prąd R2 przepływał przez amperomierz.
Woltomierz włącza się równolegle do elementu, czyli do dwóch zacisków rezystora R2. Wtedy miernik pokazuje spadek napięcia na R2 bez istotnego wpływania na pracę obwodu (ma bardzo dużą rezystancję wejściową).
Samo napięcie nie daje mocy, jeśli nie znasz jeszcze prądu lub rezystancji R2. Możesz użyć wzoru P=U2/R, ale wtedy musisz znać R2 (pewną wartość w warunkach pracy). W zadaniach pomiarowych zwykle wymaga się pomiaru U i I.
Zwykle nie. Omomierz podaje własny mały prąd pomiarowy i zakłada brak zasilania zewnętrznego. Dodatkowo, gdy R2 jest w obwodzie, inne gałęzie mogą "fałszować" wynik. Dlatego omomierz stosuje się przy wyłączonym zasilaniu i często po odłączeniu elementu.
Najpierw mierzysz U na rezystorze R2 woltomierzem (równolegle), potem I płynący przez R2 amperomierzem (szeregowo). Następnie mnożysz: P[W]=U[V]·I[A]. Wynik to moc wydzielana (ciepło) na R2.
Najczęstsze pomyłki to: włączenie amperomierza równolegle (ryzyko zwarcia), użycie dwóch woltomierzy, albo próba użycia omomierza w zasilanym układzie. Warto zapamiętać zasadę: prąd mierzysz szeregowo, napięcie mierzysz równolegle.
Trzeba sprawdzić, czy amperomierz jest włączony w tej samej gałęzi, co R2, tak aby prąd rozgałęziający się w innych gałęziach nie płynął przez miernik. Jeśli miernik jest przed rozgałęzieniem, pokaże prąd całkowity, a nie prąd R2.
Można, gdy znasz wiarygodnie wartość R2 i mierzysz napięcie na nim, bo wtedy P=U2/R. W praktyce elektroniki warto pamiętać, że rezystancja może się zmieniać z temperaturą, a pomiar w układzie bywa utrudniony, więc metoda U-I jest najpewniejsza.
Ustaw najpierw najwyższy zakres napięcia i prądu, a potem stopniowo schodź do niższych dla lepszej dokładności. Szczególnie uważaj na prąd: zły wybór gniazda lub zakresu w multimetrze może przepalić bezpiecznik. Zawsze mierz prąd włączeniem szeregowym.
info

Około 61% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Źródła:

  • Wikipedia: "Moc (fizyka)" / "Moc elektryczna" – opis zależności P=U·I oraz postaci pochodnych, https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_(fizyka) (dostęp: 2026-03-01)
  • Khan Academy: "Electric power" – zależność mocy od napięcia i natężenia, https://www.khanacademy.org/science/physics/circuits-topic/circuits-resistance/a/power-in-electric-circuits (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "Power in Electric Circuits" – omówienie P=VI, P=I^2R, P=V^2/R, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-2/electric-power/ (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z podstaw elektrotechniki: pomiary U, I, P w obwodach DC
  • Instrukcje obsługi multimetrów (tryby pomiaru napięcia, prądu, rezystancji i zasady bezpieczeństwa)
  • Zadania treningowe: wyznaczanie mocy na elementach R w obwodach szeregowo-równoległych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego