KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2020

PYTANIE NR 21.
Na rysunkach przedstawiono schemat prostownika oraz przebieg czasowy napięcia wyjściowego, który świadczy o uszkodzeniu
Ilustracja przedstawia schemat prostownika oraz wykres przebiegu czasowego napięcia wyjściowego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Uszkodzenie kondensatora wygładzającego powoduje wzrost tętnień napięcia po prostowaniu: zamiast prawie stałego poziomu pojawia się wyraźnie "pofalowany" przebieg (spadki między kolejnymi szczytami). Awaria diody częściej daje brak części impulsów lub zmianę częstotliwości tętnień, a uszkodzenia uzwojeń transformatora zwykle skutkują zanikiem lub dużym spadkiem napięcia.

Pełne wyjaśnienie:

W typowym zasilaczu z transformatorem i prostownikiem napięcie wyjściowe po samym prostowaniu ma postać pulsującą. Kondensator na wyjściu (kondensator filtrujący/wygładzający) ładuje się do wartości szczytowej impulsu i rozładowuje między kolejnymi szczytami, dzięki czemu napięcie jest względnie stałe, a tętnienia są małe.

Jeżeli przebieg czasowy pokazuje wyraźne, duże tętnienia (szybkie "opadanie" napięcia między impulsami i ponowne doładowanie), to typowym wnioskiem diagnostycznym jest niesprawny kondensator (utrata pojemności, wzrost ESR, przerwa). Wtedy filtracja jest słaba i na wyjściu pozostaje mocno pofalowane napięcie.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do takiego objawu?

  • Uszkodzenie diody w mostku lub układzie dwupołówkowym często powoduje, że część półokresów nie jest prostowana. Na przebiegu widać wtedy "braki" impulsów, inne odstępy czasowe między doładowaniami lub dużo mniejszą wartość średnią, a nie tylko większe tętnienia przy zachowanych impulsach.
  • Uszkodzenie uzwojenia wtórnego transformatora zwykle objawia się znacznym spadkiem napięcia, przegrzewaniem, zwarciem lub całkowitym brakiem zasilania prostownika. To bardziej zmienia poziom napięcia niż typowy kształt tętnień po filtrze.
  • Uszkodzenie uzwojenia pierwotnego transformatora najczęściej skutkuje brakiem napięcia na wtórnym (przerwa) albo zadziałaniem zabezpieczeń (zwarcie), czyli brakiem prawidłowego przebiegu wyjściowego.

W praktyce serwisowej duże tętnienia to klasyczny symptom zużycia kondensatorów elektrolitycznych. Warto kojarzyć: diody wpływają na "prostowanie" (czy impulsy są obecne), a kondensator na "wygładzanie" (jak duże są wahania między impulsami).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Tętnienia to okresowe wahania napięcia wyjściowego po prostowaniu, widoczne jako "pofalowanie" zamiast idealnie stałej wartości. Powstają, bo prostownik daje napięcie pulsujące, a filtr (np. kondensator) tylko je wygładza, ale nie usuwa wahań całkowicie.
Kondensator działa jak magazyn energii: ładuje się do szczytowej wartości impulsu i oddaje energię między impulsami. Dzięki temu napięcie mniej spada pomiędzy kolejnymi doładowaniami, a tętnienia są mniejsze. Uszkodzenie kondensatora zwykle zwiększa tętnienia.
Gdy pojemność spada lub rośnie rezystancja wewnętrzna (ESR), kondensator nie potrafi podtrzymać napięcia między impulsami prostownika. Napięcie szybciej "opada" i na oscyloskopie widać wyraźniejsze wahania. To typowy objaw zużycia elektrolitów w zasilaczach.
Zwykle nie. Awaria diody częściej powoduje brak części impulsów, zmianę częstotliwości doładowań lub istotny spadek wartości średniej napięcia. Brak/zużycie kondensatora objawia się przede wszystkim dużym "pofalowaniem" przy zachowanych impulsach prostowania.
Często widać "dziury" w przebiegu lub znacznie rzadsze szczyty doładowania niż w sprawnym układzie (np. zamiast prostowania dwupołówkowego pojawia się efekt podobny do jednopołówkowego). Zwykle rośnie też składowa zmienna i spada napięcie średnie na obciążeniu.
Typowe skutki to duży spadek napięcia wyjściowego, niestabilna praca, przegrzewanie transformatora lub całkowity brak zasilania prostownika (przerwa). To częściej zmienia poziom napięcia niż sam kształt tętnień wynikający z filtracji kondensatorem.
Prostowniki i zasilacze występują m.in. w automatyce stacji gazowych, zasilaniu czujników i detektorów, układach pomiarowych oraz w elementach infrastruktury wymagających zasilania prądem stałym. Umiejętność oceny tętnień pomaga w szybkiej diagnostyce awarii zasilania.
Najczęstsze objawy to wzrost tętnień, spadek stabilności napięcia pod obciążeniem, przydźwięk w urządzeniach, restarty elektroniki, nagrzewanie elementów oraz czasem widoczne oznaki fizyczne (wybrzuszenie, wyciek). W pomiarach kluczowa jest składowa zmienna na wyjściu.
Praktycznie: pomiar tętnień oscyloskopem na wyjściu zasilacza, porównanie napięcia DC pod obciążeniem i bez obciążenia oraz pomiar pojemności/ESR miernikiem. Duże tętnienia przy poprawnym prostowaniu sugerują problem z filtrem, a niekoniecznie z transformatorem.
Najpierw rozdziel funkcje elementów: diody "tworzą" napięcie pulsujące, a kondensator je "wygładza". Potem oceń, czy problem dotyczy obecności impulsów (wtedy podejrzenie diody/transformatora), czy wielkości pofalowania między impulsami (wtedy podejrzenie kondensatora filtrującego).
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 41% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Uszkodzenie kondensatora wygładzającego powoduje wzrost tętnień napięcia po prostowaniu: zamiast prawie stałego poziomu pojawia się wyraźnie "pofalowany" przebieg (spadki między kolejnymi szczytami)."

Źródła:

  • Electronics-Tutorials: "Smoothing Capacitor" (tętnienia i rola kondensatora filtrującego) https://www.electronics-tutorials.ws/power/smoothing-capacitor.html - dostęp 2026-02-27
  • All About Circuits: "Rectifier Circuits" / sekcje o filtracji po prostowaniu i tętnieniach https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/rectifier-circuits/ - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia (PL): "Prostownik" (informacje ogólne o prostowaniu i filtracji) https://pl.wikipedia.org/wiki/Prostownik - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręcznik/kompendium z podstaw elektroniki: prostowniki i filtry RC
  • Ćwiczenia z odczytu przebiegów z oscyloskopu (tętnienia po prostowaniu)
  • Materiały producentów zasilaczy: typowe uszkodzenia kondensatorów elektrolitycznych i objawy w pracy układu

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego