KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2008

PYTANIE NR 35.
Na wyjściu generatora funkcyjnego ustawiono sygnał o częstotliwości 1 kHz i wartości szczytowej (maksymalnej) równej 1 V. Do generatora dołączono woltomierz AC, który wskazał 0,707 V. Badany przebieg ma kształt
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wskazanie 0,707 V przy wartości szczytowej 1 V odpowiada zależności
Vrms = Vp/√2
która jest charakterystyczna dla przebiegu sinusoidalnego. Dla prostokąta Vrms = Vp, a dla trójkąta Vrms = Vp/√3, więc nie dałyby wyniku 0,707 V.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano wartość szczytową (maksymalną) sygnału: Vp = 1 V oraz wskazanie woltomierza AC: 0,707 V. Kluczowe jest rozpoznanie, jaką wartość mierzy typowy woltomierz AC oraz jaka jest relacja między wartością szczytową a skuteczną dla różnych kształtów przebiegu.

Dla przebiegu sinusoidalnego zachodzi dobrze znana zależność między wartością skuteczną i szczytową:

Vrms = Vp / √2

Jeżeli Vp = 1 V, to Vrms = 1/√2 ≈ 0,707 V, czyli dokładnie tyle, ile pokazał woltomierz. To wskazuje na przebieg sinusoidalny.

Pozostałe kształty nie pasują do podanego wyniku:

  • Trójkątny: wartość skuteczna jest mniejsza niż dla sinusoidy przy tym samym Vp i wynosi Vp/√3 ≈ 0,577 V. Odczyt 0,707 V byłby więc zbyt duży.
  • Prostokątny: dla przebiegu prostokątnego o amplitudzie ±Vp wartość skuteczna równa jest wartości szczytowej, czyli Vrms = Vp = 1 V. Odczyt 0,707 V byłby zbyt mały.
  • Impulsowy: wartość skuteczna zależy od współczynnika wypełnienia (czasu trwania impulsu względem okresu). Bez dodatkowych danych nie da się wskazać jednej stałej relacji typu 0,707·Vp.

Wskazówka egzaminacyjna: liczba 0,707 bardzo często oznacza czynnik 1/√2, czyli typową relację RMS–szczyt dla sinusoidy. W praktyce trzeba też pamiętać, że nie każdy miernik AC jest True RMS; część mierników jest kalibrowana na sinusoidę, a dla przebiegów niesinusoidalnych może pokazywać wartości obarczone dużym błędem.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wartość skuteczna (RMS) to taka wartość napięcia przemiennego, która daje tę samą moc na rezystorze co napięcie stałe o tej samej wartości. Dlatego mierniki AC zwykle pokazują RMS (dokładnie lub w przybliżeniu), a nie wartość szczytową.
Dla sinusoidy obowiązuje zależność Vrms = Vp/√2. Czyli gdy wartość szczytowa Vp wynosi 1 V, to Vrms ≈ 0,707 V. Odwrotnie: Vp = Vrms·√2, co jest przydatne przy ustawianiu generatora.
Współczynnik 0,707 to przybliżenie 1/√2. Jest to charakterystyczna relacja RMS do wartości szczytowej wyłącznie dla przebiegu sinusoidalnego. Inne przebiegi mają inne współczynniki (np. trójkąt 1/√3), więc wynik liczbowy się nie zgadza.
Dla idealnego przebiegu prostokątnego symetrycznego (±Vp) wartość skuteczna jest równa wartości szczytowej: Vrms = Vp. Gdy Vp = 1 V, miernik True RMS powinien pokazać około 1 V (pomijając błędy i pasmo). Wynik 0,707 V temu przeczy.
Dla przebiegu trójkątnego symetrycznego (±Vp) zachodzi zależność Vrms = Vp/√3, czyli przy Vp = 1 V otrzymujemy około 0,577 V. To wyraźnie mniej niż 0,707 V, więc trójkąt nie pasuje do podanego wskazania.
Nie. Część multimetrów ma pomiar AC typu average-responding, RMS-calibrated, czyli działa poprawnie głównie dla sinusoidy. Miernik True RMS oblicza RMS poprawniej także dla przebiegów niesinusoidalnych (w pewnym paśmie i zakresie), co jest kluczowe w serwisie elektroniki.
Gdy miernik nie jest True RMS albo gdy sygnał ma duże harmoniczne, impulsy lub zbyt wysoką częstotliwość względem pasma miernika. Wtedy wskazanie może odbiegać od rzeczywistego RMS. W praktyce warto potwierdzać kształt i amplitudę oscyloskopem.
Generator funkcyjny pozwala podać kontrolowany sygnał (sinus, prostokąt, trójkąt) o znanej amplitudzie i częstotliwości. Dzięki temu można sprawdzić wzmocnienie, pasmo, zniekształcenia i reakcję układu. Warunkiem jest poprawna interpretacja amplitudy (Vp, Vpp, RMS).
Najczęstsza pomyłka to traktowanie Vpp (szczyt–szczyt) jak Vp lub Vrms. Dla sinusoidy: Vpp = 2·Vp, a Vrms = Vp/√2. Jeśli pomylisz te wielkości, ustawisz złą amplitudę i błędnie ocenisz działanie badanego układu.
Opanuj relacje RMS dla podstawowych przebiegów (sinus, prostokąt, trójkąt) i naucz się rozpoznawać charakterystyczne współczynniki, np. 0,707 i 0,577. Ćwicz też praktykę: odczyt Vp/Vpp na oscyloskopie oraz porównanie z pomiarem multimetrem AC.
info

Statystycznie 46% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że wskazanie 0,707 V przy wartości szczytowej 1 V odpowiada zależnościVrms = Vp/√2która jest charakterystyczna dla przebiegu sinusoidalnego.

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9B%C4%87_skuteczna — dostęp 2026-02-27
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square — dostęp 2026-02-27
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Triangle_wave — sekcja o RMS — dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podstawy metrologii elektrycznej: wartości średnie i skuteczne przebiegów okresowych
  • Instrukcje obsługi (datasheet) multimetrów: opis metody pomiaru AC i warunków dokładności
  • Materiały dydaktyczne z elektroniki: generator funkcyjny i pomiary oscyloskopem

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego