KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 30.
Na ekranie oscyloskopu zaobserwowano przedstawiony na ilustracji czasowy przebieg napięcia. Jaka jest szybkość narastania napięcia?
Ilustracja przedstawia wykres czasowy napięcia obserwowanego na ekranie oscyloskopu.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Szybkość narastania napięcia to nachylenie zbocza, czyli iloraz przyrostu napięcia i czasu: ΔU/Δt. Z wykresu na ekranie oscyloskopu odczytuje się zmianę napięcia (w V) oraz odpowiadający jej czas (w ms), a następnie dzieli: wynik ma jednostkę V/ms, a nie samo V ani samo ms.

Pełne wyjaśnienie:

Szybkość narastania (stromość zbocza) przebiegu napięcia na oscyloskopie opisuje, jak szybko rośnie napięcie w czasie. Definiuje się ją jako iloraz przyrostu napięcia do przyrostu czasu:

v = ΔU/Δt

Aby poprawnie rozwiązać zadanie, trzeba wykonać trzy kroki:

  • Odczytać ΔU z osi pionowej, korzystając ze skali V/div (ile woltów przypada na jedną działkę) i liczby działek, o jakie rośnie sygnał na zboczu.
  • Odczytać Δt z osi poziomej, korzystając ze skali s/div lub ms/div (ile czasu przypada na działkę) i liczby działek odpowiadających temu zboczu.
  • Obliczyć ΔU/Δt oraz zapisać wynik w jednostce wynikającej z użytych skali, typowo V/ms.

Odpowiedź "4 V/ms" jest poprawna, ponieważ jest jedyną opcją mającą sens fizyczny dla szybkości narastania: jest to zmiana napięcia na jednostkę czasu.

Pozostałe odpowiedzi odpowiadają typowym błędom:

  • "1 ms" to wyłącznie czas (Δt) – mogłoby opisywać np. czas trwania zbocza, ale nie szybkość narastania.
  • "4 mV/s" ma postać ilorazu, ale wprowadza inną skalę jednostek; w zadaniach z oscyloskopu trzeba konsekwentnie trzymać się odczytanych jednostek (często ms i V). Taka odpowiedź zwykle wynika z błędnych przeliczeń mV↔V lub ms↔s.
  • "4 V" to wyłącznie przyrost napięcia (ΔU) lub amplituda – nie zawiera informacji o czasie, więc nie opisuje "szybkości".

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się "szybkość narastania", "stromość" albo "nachylenie", w odpowiedzi prawie zawsze musi wystąpić jednostka typu V/s lub V/ms (napięcie podzielone przez czas).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Szybkość narastania (stromość zbocza) to tempo zmiany napięcia w czasie, liczone jako ΔU/Δt. Oznacza, ile woltów przybywa w każdej milisekundzie lub sekundzie. Jednostką jest najczęściej V/ms albo V/s.
Najpierw odczytaj przyrost napięcia ΔU (w V) oraz odpowiadający mu przyrost czasu Δt (w ms lub s) ze skali działek. Następnie policz ΔU/Δt. Zawsze dopisz jednostkę wynikową, np. V/ms.
Wolt (V) opisuje tylko wartość napięcia lub jego przyrost ΔU. Szybkość narastania wymaga jeszcze informacji o czasie, więc musi mieć postać "napięcie na czas", np. V/ms. Bez składnika czasu nie da się opisać tempa zmian.
Gdy czas na osi poziomej jest podany w milisekundach (ms) lub skala to ms/div, a napięcie w woltach (V). Wtedy naturalny wynik nachylenia to V/ms. Jeśli oś czasu jest w sekundach, wynik częściej podaje się w V/s.
Potrzebujesz liczby działek w pionie (dla ΔU) i w poziomie (dla Δt) oraz ustawień skali: V/div i ms/div (lub s/div). Dopiero iloczyny "działki × skala" dają wartości fizyczne do obliczeń.
Nie, bo ms to sama jednostka czasu. Taka odpowiedź pasuje raczej do pytania o czas narastania (jak długo trwa zbocze), a nie o szybkość narastania (ile V przybywa na ms). Do szybkości potrzebujesz ilorazu z jednostką V/ms.
Oba pojęcia dotyczą zbocza, ale opisują inne wielkości. Czas narastania to samo Δt, a szybkość narastania to ΔU/Δt. Na egzaminie pomaga reguła: jeśli w odpowiedzi ma być "szybkość", musi pojawić się "na jednostkę czasu".
Trzeba pamiętać, że 1 s = 1000 ms. Jeśli masz wartość w V/ms, to w V/s będzie ona 1000 razy większa. Przykład: 4 V/ms = 4000 V/s. Najpierw ustal kierunek przeliczenia, potem dopiero wykonaj mnożenie lub dzielenie.
Najczęściej uczniowie: (1) podają samo V lub samo ms, (2) mylą mV z V, (3) mylą ms z s, (4) zapominają przemnożyć liczbę działek przez V/div i ms/div.
Sprawdź jednostkę: dla szybkości narastania musi wyjść V/ms albo V/s. Potem oceń rząd wielkości: bardzo małe wartości często wynikają z przypadkowego użycia mV zamiast V, a ogromne – z pomylenia ms z s. Taka kontrola często wykrywa błąd przed zaznaczeniem odpowiedzi.
info

Statystycznie 48% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że szybkość narastania napięcia to nachylenie zbocza, czyli iloraz przyrostu napięcia i czasu: ΔU/Δt.

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics" (3rd Edition), Cambridge University Press, 2015 – zagadnienia pomiarów przebiegów i interpretacji parametrów czasowych sygnałów.
  • Alan S. Morris, Reza Langari, "Measurement and Instrumentation: Theory and Application" (2nd Edition), Elsevier, 2016 – podstawy pomiarów, interpretacja wykresów czasowych i wielkości pochodnych (Δ/Δt).

Materiały:

  • Rozdziały o oscyloskopach w podręcznikach miernictwa elektronicznego (skale, działki, odczyt amplitudy i czasu)
  • Noty aplikacyjne producentów oscyloskopów o interpretacji przebiegów i pomiarach czasu narastania
  • Zadania rachunkowe: obliczanie nachylenia z wykresów U(t) oraz konwersje jednostek ms↔s i mV↔V

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego