KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 48.
Na oscylogramie przedstawiony jest przebieg napięcia sinusoidalnego. Dla danych: Y = 0,5 V/dz oraz X = 20 ms/dz wyznacz wartość skuteczną napięcia.
Ilustracja przedstawia oscylogram napięcia sinusoidalnego, co jest typowe w kontekście egzaminów zawodowych dla elektryków.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wartość skuteczna sinusoidy oblicza się z zależności Urms = Umax/√2. Z oscylogramu amplituda wynosi 3 działki, więc Umax = 3 × 0,5 V/dz = 1,5 V. Stąd Urms = 1,5/1,414 ≈ 1,06 V. Nastawa X = 20 ms/dz dotyczy czasu, nie napięcia.

Pełne wyjaśnienie:

Na ekranie oscyloskopu napięcie odczytuje się w pionie, korzystając z siatki działek oraz ustawionej czułości pionowej Y (w V/dz). W zadaniu Y = 0,5 V/dz, więc jedna działka w pionie odpowiada 0,5 V.

Dla przebiegu sinusoidalnego kluczowe są trzy wielkości:

  • amplituda (wartość szczytowa) Umax, mierzona od osi (poziomu 0) do wierzchołka,
  • wartość międzyszczytowa Upp = 2×Umax, mierzona od dołka do górki,
  • wartość skuteczna Urms, czyli "równoważnik" napięcia stałego pod względem efektu energetycznego.

Z oscylogramu wynika, że wierzchołek sinusoidy jest na wysokości 3 działek powyżej osi, zatem:

Umax = 3 dz × 0,5 V/dz = 1,5 V.

Dla sinusoidy zachodzi zależność:

Urms = Umax/√2 ≈ 0,707 × Umax.

Po podstawieniu:

Urms = 1,5 V / 1,414 ≈ 1,06 V.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "U = 60 mV" wskazuje na pominięcie skali Y lub rażąco błędny odczyt liczby działek (kilkadziesiąt razy za mała wartość).
  • "U = 1,5 V" to podanie amplitudy Umax zamiast wartości skutecznej Urms.
  • "U = 2,12 V" odpowiada typowemu błędowi mnożenia przez √2 (1,5×1,414), podczas gdy dla sinusoidy trzeba dzielić Umax przez √2.

Ustawienie X = 20 ms/dz służy do wyznaczania okresu i częstotliwości (w poziomie) i nie jest potrzebne do obliczenia wartości skutecznej napięcia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wartość skuteczna (RMS) to taka wartość napięcia stałego, która wywołałaby taki sam efekt energetyczny (np. cieplny w rezystorze) jak napięcie zmienne. Dla sinusoidy zachodzi prosta zależność: Urms = Umax/√2.
Najpierw policz, ile działek w pionie ma amplituda (od osi 0 do wierzchołka). Następnie pomnóż tę liczbę przez czułość pionową Y (V/dz). Przykład: 3 dz i 0,5 V/dz daje Umax = 1,5 V.
Parametr X (ms/dz) opisuje skalę czasu w poziomie, więc służy do wyznaczania okresu i częstotliwości. Wartość skuteczna napięcia zależy od amplitudy i skali Y, a nie od nastawy czasu, dlatego X nie jest potrzebne do obliczenia Urms.
Umax to wartość szczytowa (amplituda) od osi do wierzchołka. Upp to wartość międzyszczytowa (od dołka do górki), czyli 2×Umax. Urms to wartość skuteczna; dla sinusoidy Urms = Umax/√2.
Dla przebiegu sinusoidalnego stosuje się wzór Urms = Umax/√2. W praktyce można przyjąć przybliżenie: Urms ≈ 0,707×Umax. Ważne: to dotyczy sinusoidy, a nie dowolnego przebiegu odkształconego.
Amplituda nie jest wartością skuteczną. Dla sinusoidy Urms jest mniejsze od Umax, bo odpowiada "średniej energetycznej" przebiegu. Jeśli z oscylogramu wychodzi Umax = 1,5 V, to Urms wynosi 1,5/√2 ≈ 1,06 V.
Tak, to częsty błąd. Amplituda to odległość od osi do wierzchołka, a międzyszczytowa to od dołka do górki. Jeśli policzysz działki "od dołka do górki", dostaniesz Upp i musisz podzielić przez 2, aby uzyskać Umax.
Liczenie działek jest przydatne na egzaminie i przy podstawowej diagnostyce, bo uczy kontroli skali Y i poprawnego odczytu. Automatyczne pomiary są wygodne w pracy, ale wymagają poprawnych ustawień sondy, sprzężenia (AC/DC) i zakresu, inaczej wynik może być mylący.
Najczęstsze pułapki to: podanie Umax zamiast Urms, mnożenie przez √2 zamiast dzielenia, pomylenie amplitudy z Upp oraz nieuwzględnienie czułości Y (V/dz). Warto zawsze sprawdzić, czy Urms wyszło mniejsze niż Umax.
Nie. Ten wzór obowiązuje dla czystej sinusoidy. Dla przebiegów odkształconych (np. prostokątnych, impulsowych, z harmonicznymi) Urms wyznacza się inaczej. W zadaniach z oscylogramem trzeba najpierw rozpoznać kształt przebiegu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 48% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że wartość skuteczna sinusoidy oblicza się z zależności Urms = Umax/√2.

Źródła:

  • Wikipedia (PL), "Wartość skuteczna" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9B%C4%87_skuteczna (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (PL), "Oscyloskop" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Oscyloskop (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (PL), "Sinusoida" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Sinusoida (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręcznik/kompendium z podstaw elektrotechniki: przebiegi okresowe i definicja wartości skutecznej
  • Instrukcja obsługi dowolnego oscyloskopu (sekcje: skala pionowa V/div i interpretacja siatki)
  • Zestawy zadań z elektrotechniki: obliczanie Urms z Umax i Upp dla sinusoidy

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego