KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 25.
Na podstawie charakterystyki napięciowej stabilizatora Uwy=f(Uwe, przy Iwy=const określ wartość współczynnika stabilizacji Su.
Ilustracja przedstawia wykres charakterystyki napięciowej stabilizatora, czyli zależności napięcia wyjściowego U_wy od
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Z wykresu w obszarze stabilizacji odczytuje się: Uwe od 6 V do 11 V, więc ΔUwe=5 V oraz Uwy od 6 V do 6,5 V, więc ΔUwy=0,5 V.
Współczynnik stabilizacji (uprośc.) Su=ΔUwy/ΔUwe=0,5/5=0,1=10%.

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik stabilizacji napięcia Su opisuje, jak bardzo zmienia się napięcie wyjściowe stabilizatora, gdy zmienia się napięcie wejściowe, przy stałym prądzie obciążenia (Iwy=const). W praktyce, analizując charakterystykę Uwy=f(Uwe), interesuje nas przede wszystkim obszar stabilizacji, czyli fragment "plateau", gdzie Uwy zmienia się niewiele mimo wzrostu Uwe.

Z wykresu wyznacza się punkty graniczne tego obszaru i odpowiadające im napięcia:

  • Uwe,min=6 V oraz Uwe,max=11 V, więc ΔUwe=11−6=5 V,
  • Uwy,min=6 V oraz Uwy,max=6,5 V, więc ΔUwy=6,5−6=0,5 V.

W wielu zadaniach egzaminacyjnych stosuje się uproszczoną definicję (bez normalizacji względnej):
Su=ΔUwy/ΔUwe.
Po podstawieniu: Su=0,5/5=0,1, czyli 10%.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • 20% zwykle wynika z błędnego policzenia przyrostów (np. przyjęcia ΔUwe=2,5 V lub zawyżenia ΔUwy) albo z odczytu wartości spoza plateau.
  • 2% to typowy skutek pomylenia skali lub użycia nie tych punktów (np. bardzo małego ΔUwy z innego fragmentu wykresu), ewentualnie błędu w zamianie ułamka na procenty.
  • 5% często pojawia się, gdy ktoś podzieli 0,5 V przez 10 V (biorąc "pełny" zakres osi) lub przyjmie ΔUwe=10 V zamiast 5 V z obszaru stabilizacji.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze najpierw zaznacz na wykresie granice obszaru stabilizacji (pionowe linie dla Uwe oraz poziome dla Uwy), dopiero potem licz Δ i wykonuj dzielenie. Na końcu sprawdź, czy wynik w ułamku dziesiętnym został poprawnie zamieniony na procenty.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To miara tego, jak silnie zmienia się napięcie wyjściowe Uwy, gdy zmienia się napięcie wejściowe Uwe (zwykle przy stałym obciążeniu). Im mniejsze Su, tym stabilizator lepiej "trzyma" napięcie i jest mniej wrażliwy na wahania zasilania.
Szukasz fragmentu, gdzie krzywa przestaje rosnąć stromo i robi się prawie pozioma. Granice plateau wyznaczają zwykle linie pomocnicze lub miejsca, gdzie zmiana Uwe daje małą zmianę Uwy. Tylko z tego zakresu bierze się wartości do ΔU.
Wybierz dwa punkty w obszarze stabilizacji i policz przyrosty: ΔUwe=Uwe,max−Uwe,min oraz ΔUwy=Uwy,max−Uwy,min. Następnie oblicz Su=ΔUwy/ΔUwe i zamień na procenty.
Bo stabilizator nie stabilizuje w całym zakresie. Interesuje nas zachowanie w obszarze stabilizacji (plateau), gdzie układ powinien utrzymywać prawie stałe Uwy. Użycie całej osi zaniża lub zawyża wynik i nie opisuje realnej jakości stabilizacji.
Su jest bezwymiarowy, bo to iloraz napięć (V/V). Jeśli otrzymasz np. 0,1, to w procentach jest to 0,1·100% = 10%. Częsty błąd to zapisanie 0,1 jako 0,1% zamiast 10%.
Wybiera się początek i koniec plateau, czyli zakres, w którym stabilizator działa poprawnie. To nie musi być minimalna i maksymalna wartość z osi X. W zadaniach egzaminacyjnych granice często są zaznaczone pionowymi liniami pomocniczymi.
Najczęściej myli się wartość plateau z wartością z innego fragmentu krzywej albo odczytuje się "ładną" liczbę z podziałki zamiast tej wskazanej linią poziomą. Pomaga poprowadzenie poziomej linii od krzywej do osi Uwy i sprawdzenie opisu liczbowego.
Oznacza, że podczas badania charakterystyki prąd obciążenia jest stały. Dzięki temu wpływ zmian obciążenia nie miesza się z wpływem zmian napięcia wejściowego. W praktyce upraszcza to analizę i pozwala porównywać punkty na wykresie tylko pod kątem Uwe i Uwy.
Wersja względna normalizuje przyrosty do wartości napięć i opisuje zmiany procentowe względem poziomu pracy. W zadaniach szkolnych często stosuje się uproszczenie Su=ΔUwy/ΔUwe, bo łatwo je wyznaczyć z wykresu. Trzeba sprawdzić, jakiego podejścia oczekuje arkusz.
Ćwicz odczyt punktów z wykresów (oś X/Y, skala, linie pomocnicze), zawsze zapisuj ΔU w dwóch krokach i dopiero potem dziel. Trenuj też zamianę ułamków na procenty oraz rozpoznawanie plateau. Warto rozwiązać kilka zadań z różnymi skalami osi.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 53% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Z wykresu w obszarze stabilizacji odczytuje się: Uwe od 6 V do 11 V, więc ΔUwe=5 V oraz Uwy od 6 V do 6,5 V, więc ΔUwy=0,5 V.Współczynnik stabilizacji (uprośc.) Su=ΔUwy/ΔUwe=0,5/5=0,1=10%."

Źródła:

  • Wikipedia: Voltage regulator — sekcje dot. regulacji liniowej (line regulation) oraz stabilizacji napięcia, https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_regulator (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: Line regulation — definicja i sens parametru opisującego wpływ zmian napięcia wejściowego na wyjściowe, https://en.wikipedia.org/wiki/Line_regulation (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki podstaw elektroniki analogowej (dział: stabilizatory napięcia i charakterystyki)
  • Notatki/ćwiczenia z laboratoriów: pomiar charakterystyki Uwy(Uwe) przy stałym obciążeniu
  • Karty katalogowe stabilizatorów (sekcje: line regulation / stabilizacja od zmian Uwe)

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego