KWALIFIKACJA ELM2 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 39.
Na którym schemacie przedstawiono prawidłowy układ do pomiaru wartości natężenia prądu płynącego przez rezystancję R?
Ilustracja przedstawia cztery schematy elektryczne oznaczone literami A, B, C i D, które są częścią pytania egzaminacyjnego
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby zmierzyć natężenie prądu płynącego przez rezystor R, amperomierz musi być włączony szeregowo w tej samej gałęzi co R. Włączenie równoległe do R lub do źródła zasilania zmienia rozpływ prądów, może powodować duży błąd, a nawet zwarcie gałęzi przez małą rezystancję wewnętrzną miernika.

Pełne wyjaśnienie:

Pomiar natężenia prądu polega na "wymuszeniu", aby cały prąd, który chcemy zmierzyć, przepływał przez przyrząd pomiarowy. Dlatego amperomierz włącza się szeregowo z elementem, przez który płynie mierzony prąd (tu: z rezystorem R). W takim połączeniu prąd w gałęzi jest ten sam w każdym elemencie szeregowym, więc wskazanie miernika odpowiada prądowi płynącemu przez R.

Kluczowe są własności idealizowanego amperomierza: ma on bardzo małą rezystancję wewnętrzną, aby nie zaburzać badanego obwodu. Z tego powodu błędne włączenie amperomierza równolegle do rezystora R albo równolegle do źródła zasilania jest niebezpieczne i prowadzi do zafałszowania wyniku. Taki układ tworzy dodatkową gałąź o bardzo małej rezystancji, co może:

  • spowodować, że popłynie prąd znacznie większy niż przez sam rezystor R (mierzymy wówczas prąd "obejścia", a nie prąd R),
  • zmienić prąd w pozostałych gałęziach (wynik przestaje dotyczyć pierwotnego obwodu),
  • doprowadzić do przeciążenia bezpiecznika w mierniku lub uszkodzenia elementów układu.

Dlatego poprawny schemat to ten, na którym amperomierz znajduje się w tej samej gałęzi co rezystancja R i prąd płynie kolejno przez amperomierz oraz R (bez "odgałęzień" omijających R). Schematy z miernikiem dołączonym równolegle do R, do zasilania lub "obok" gałęzi nie spełniają warunku pomiaru prądu płynącego przez R.

Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj parę: prąd — szeregowo, napięcie — równolegle. Jeśli na rysunku miernik jest podłączony "na zaciski" elementu, to zwykle jest to woltomierz, a nie amperomierz.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Amperomierz włącza się szeregowo z rezystorem, czyli w tej samej gałęzi prądowej. Dzięki temu cały prąd płynący przez rezystor przepływa także przez miernik, a wskazanie odpowiada prądowi w rezystorze.
Amperomierz ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną. Podłączony równolegle tworzy "łatwą drogę" dla prądu, zaburza rozpływ prądów i może spowodować duży prąd (praktycznie zwarcie), co grozi przepaleniem bezpiecznika w mierniku.
To jest typowy błąd prowadzący do zwarcia źródła przez małą rezystancję miernika. W praktyce często kończy się zadziałaniem zabezpieczeń (bezpiecznik w mierniku, zabezpieczenie zasilacza) albo uszkodzeniem elementów, jeśli zabezpieczeń brak.
Miernik włączony szeregowo leży "na drodze" prądu: przewód jest przerwany i w to miejsce wstawiono symbol miernika. W tej gałęzi nie ma obejścia równoległego omijającego miernik lub rezystor, więc prąd musi przez niego przepłynąć.
Prąd mierzy się amperomierzem włączonym szeregowo, bo chcemy, aby cały mierzony prąd przez niego płynął. Napięcie mierzy się woltomierzem równolegle do elementu, bo interesuje nas różnica potencjałów na jego zaciskach.
Tak. Im większa rezystancja wewnętrzna, tym bardziej amperomierz "dusi" prąd w badanej gałęzi i zaniża wynik. Dlatego amperomierze projektuje się tak, aby miały możliwie małą rezystancję i minimalnie wpływały na mierzony obwód.
Najczęstsze błędy to: podłączenie amperomierza równolegle (ryzyko zwarcia), pomylenie gniazd w mierniku (np. mA vs A), wybór złego zakresu oraz rozpinanie obwodu w niewłaściwym miejscu, przez co mierzy się prąd innej gałęzi niż przez rezystor.
To podstawowa metoda, gdy chcesz znać prąd pobierany przez konkretny element lub gałąź (np. rezystor, diodę LED z rezystorem, moduł). Stosuje się ją w uruchamianiu, serwisie i kontroli poboru prądu w urządzeniach elektronicznych.
Zacznij od najwyższego zakresu prądowego i właściwego gniazda (zabezpieczonego bezpiecznikiem), a dopiero potem zmniejszaj zakres dla lepszej rozdzielczości. Upewnij się, że miernik jest wpięty szeregowo i że przewody są w poprawnych wejściach.
Bo definicyjnie prąd w danej gałęzi to przepływ ładunku przez jej przekrój, a amperomierz musi znajdować się w tej samej ścieżce przewodzenia. Połączenie szeregowe gwarantuje, że mierzony jest dokładnie prąd płynący przez wskazany element.
info

Około 57% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Źródła:

  • All About Circuits, artykuł "Ammeter" (zasada włączania amperomierza szeregowo), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-8/ammeter-design/ - accessed 2026-02-28
  • Wikipedia (PL), hasło "Amperomierz" (informacja o włączaniu w szereg i małej rezystancji wewnętrznej), https://pl.wikipedia.org/wiki/Amperomierz - accessed 2026-02-28
  • Khan Academy, "Circuits: current and resistance" (podstawy prądu i obwodów), https://www.khanacademy.org/science/physics/circuits-topic - accessed 2026-02-28

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział o przyrządach pomiarowych i metodach pomiaru prądu w obwodach DC
  • Ćwiczenia laboratoryjne z włączania amperomierza i woltomierza oraz interpretacji schematów
  • Notatki o błędach pomiarowych wynikających z rezystancji wewnętrznej mierników

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego