KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2020

PYTANIE NR 10.
Na rysunku przestawiono schemat układu regulacji natężenia oświetlenia. Żarówka w tym układzie będzie świecić najjaśniej, jeżeli rezystancja potencjometru R2 przyjmie wartość
Ilustracja przedstawia schemat układu regulacji natężenia oświetlenia, który jest częścią egzaminu zawodowego dla technika
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W regulatorze fazowym kondensator C2 ładuje się przez rezystancje R1 i R2. Im mniejsza jest suma (R1+R2), tym szybciej C2 osiąga próg zadziałania diaka, triak włącza się wcześniej w półokresie i przewodzi dłużej. To zwiększa moc na żarówce, więc najjaśniej świeci przy minimalnej rezystancji R2.

Pełne wyjaśnienie:

W przedstawionym układzie jasność żarówki zależy od mocy średniej doprowadzanej w każdym półokresie napięcia przemiennego. Elementem wykonawczym jest triak, który po wyzwoleniu zaczyna przewodzić i (w uproszczeniu) pozostaje w stanie przewodzenia do końca danego półokresu.

Moment wyzwolenia triaka ustala obwód sterujący: kondensator C2 ładuje się przez rezystory R1 i regulowany potencjometr R2. Gdy napięcie na C2 osiągnie poziom, przy którym diak zaczyna przewodzić, pojawia się impuls na bramce triaka i triak się załącza.

Kluczowa jest zależność czasowa: stała czasowa ładowania w przybliżeniu wynosi τ = (R1+R2)·C2. Mniejsza rezystancja (czyli mniejsze R2) oznacza szybsze ładowanie C2, a więc wcześniejsze zadziałanie diaka i wcześniejsze włączenie triaka w półokresie. To daje większy kąt przewodzenia, a więc większą energię dostarczoną do żarówki i jaśniejsze świecenie.

Dlatego odpowiedź "minimalną" jest poprawna. Odpowiedź "maksymalną" odpowiada sytuacji odwrotnej: duże R2 wydłuża ładowanie, triak włącza się późno, kąt przewodzenia maleje i żarówka świeci słabiej. Odpowiedzi odnoszące R2 do wartości R1 (równej R1 lub połowy R1) są mylące, bo sama relacja R2 do R1 nie jest kryterium "najjaśniej"; decyduje minimalizacja sumy rezystancji w torze ładowania oraz wynikające z tego minimalne opóźnienie zapłonu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Regulacja fazowa polega na opóźnianiu momentu włączenia elementu wykonawczego (np. triaka) w każdym półokresie AC. Im wcześniej triak zacznie przewodzić, tym większa część sinusoidy trafia do żarówki, a moc i jasność rosną. Późniejsze włączenie zmniejsza kąt przewodzenia i przyciemnia światło.
Triak działa jak sterowany "łącznik" dla prądu przemiennego: po wyzwoleniu przewodzi do końca półokresu. Zmiana chwili wyzwolenia zmienia czas przewodzenia w półokresie, czyli kąt przewodzenia. Dłuższe przewodzenie oznacza większą moc na żarówce i jaśniejsze świecenie.
W typowym ściemniaczu kondensator ładuje się przez R1 i R2. Gdy rezystancja jest mniejsza, kondensator szybciej osiąga napięcie zadziałania diaka, więc triak dostaje impuls wcześniej. Wcześniejsze włączenie triaka zwiększa kąt przewodzenia i moc doprowadzaną do żarówki.
Diak jest elementem wyzwalającym: nie przewodzi, dopóki napięcie na nim (lub węźle z kondensatorem) nie osiągnie progu zadziałania. Gdy próg zostanie przekroczony, diak przewodzi impulsowo i przekazuje krótki impuls do bramki triaka, inicjując jego przewodzenie w danym półokresie.
Kondensator C2 tworzy z rezystorami R1 i R2 układ RC, który ustala opóźnienie wyzwolenia. Ładowanie C2 "odmierza czas" od początku półokresu. Gdy napięcie na C2 urośnie do wartości zadziałania diaka, powstaje impuls bramkowy i triak włącza obciążenie.
Nie. W ściemniaczu fazowym jest często odwrotnie: większa rezystancja w torze ładowania kondensatora oznacza większe opóźnienie zapłonu triaka. Triak przewodzi wtedy krócej w półokresie, więc moc średnia na żarówce spada. To typowa pułapka intuicyjna na egzaminach.
Najczęściej widać triak w szeregu z odbiornikiem oraz osobny tor bramki: rezystory (często jeden regulowany), kondensator i element wyzwalający (diak) prowadzący do bramki triaka. Taki zestaw RC+diak wskazuje na klasyczny układ opóźnionego wyzwalania w AC.
Najczęstszy błąd to odwrócenie zależności: wybór "maksymalnej rezystancji", bo kojarzy się z "większą mocą". Drugi błąd to skupienie się na samych R1 i R2 bez zrozumienia, że o jasności decyduje czas ładowania C2 i kąt przewodzenia triaka w półokresie.
Problemy mogą wystąpić przy obciążeniach innych niż klasyczna żarówka (np. niektóre LED, zasilacze, transformatory) oraz przy elementach indukcyjnych, jeśli układ nie jest do nich przeznaczony. Skutkiem bywa migotanie, buczenie lub ograniczony zakres regulacji, mimo poprawnej zasady fazowej.
Najpierw ustal, czy to regulator fazowy: triak w torze mocy i RC z diakiem do bramki. Następnie odpowiedz sobie: co skraca czas ładowania kondensatora? Mniejsza rezystancja. Dalej: wcześniejsze wyzwolenie = większy kąt przewodzenia = większa moc = jaśniej.
info

Około 30% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "W regulatorze fazowym kondensator C2 ładuje się przez rezystancje R1 i R2."

Źródła:

  • Wikipedia: "Triak" – opis działania i zastosowania, https://pl.wikipedia.org/wiki/Triak (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia: "Diak" – rola elementu wyzwalającego w obwodach z triakiem, https://pl.wikipedia.org/wiki/Diak (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "AC Phase Control" (triac dimmer / phase angle control – zasada działania), https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/understanding-ac-phase-control/ (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik podstaw elektrotechniki: obwody RC i przebiegi w AC
  • Wprowadzenie do elektroniki mocy: elementy tyrystorowe (triak) i regulacja fazowa
  • Notatki/ćwiczenia z czytania schematów ideowych (oznaczenia R, C, L, bramka triaka)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego