KWALIFIKACJA ELE10 - TEST WIEDZY NR 5

PYTANIE NR 4.
Przyjrzyj się poniższej tabeli, która przedstawia wyniki pomiarów napięcia (U) i prądu (I) w pewnym obwodzie elektrycznym. Jaką metodą najlepiej obliczyć rezystancję tego obwodu?
Napięcie U (V)Prąd I (A)
51
102
153
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prawo Ohma opisuje zależność między napięciem i prądem w elemencie omowym: R = U/I. W tabeli stosunek U do I jest stały (5/1, 10/2, 15/3), więc rezystancję najwłaściwiej wyznacza się metodą Ohma, korzystając bezpośrednio z relacji U-I.

Pełne wyjaśnienie:

Rezystancję obwodu można wyznaczać na różne sposoby, ale w tym zadaniu kluczowe jest to, że podano pary pomiarów napięcia U i prądu I. Dla elementu omowego zachodzi prawo Ohma: U = R·I, czyli po przekształceniu R = U/I. Jeśli w kolejnych punktach pomiarowych iloraz U/I jest stały, to oznacza to liniową zależność U-I i stałą rezystancję.

W tabeli: 5 V i 1 A daje 5 Ω, 10 V i 2 A także daje 5 Ω, a 15 V i 3 A również daje 5 Ω. To typowy przypadek, w którym "metoda Ohma" (wyznaczenie R z relacji U/I albo z nachylenia charakterystyki U(I)) jest najbardziej naturalna i bezpośrednio wynika z danych.

Dlaczego pozostałe propozycje nie pasują najlepiej:

  • "Metodą graficzną" – można narysować wykres U w funkcji I i wyznaczyć nachylenie prostej, ale to wciąż jest praktyczna realizacja prawa Ohma. Przy trzech punktach i idealnie stałym U/I nie jest to "lepsze" od bezpośredniego użycia R = U/I.
  • "Metodą bezpośrednią" – w metrologii oznacza to zwykle bezpośredni pomiar rezystancji miernikiem (np. omomierzem). W zadaniu nie ma pomiaru R, tylko U oraz I, więc jest to raczej wyznaczenie pośrednie z prawa Ohma.
  • "Metodą mostka Wheatstone'a" – to klasyczna metoda mostkowa do precyzyjnych pomiarów rezystancji, ale wymaga odpowiedniego układu mostka i elementów wzorcowych. Dane w tabeli U-I nie wskazują na zastosowanie mostka; zadanie sprawdza rozumienie relacji U, I i R.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy widzisz zestawione wartości U i I, najpierw sprawdź, czy U/I jest stałe. Jeśli tak, zwykle chodzi o element omowy i prawo Ohma; jeśli nie, może to sugerować element nieomowy lub potrzebę innej interpretacji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prawo Ohma opisuje zależność U = R·I (czyli R = U/I) dla elementów omowych, gdzie rezystancja jest stała. Stosuje się je typowo w obwodach prądu stałego i dla elementów, których charakterystyka U-I jest liniowa w rozpatrywanym zakresie pracy.
Najprościej policzyć R = U/I dla każdego wiersza tabeli i sprawdzić, czy wyniki są zgodne. Jeśli U/I jest stałe, rezystancja jest stała. Gdy wyniki różnią się, może to oznaczać element nieomowy albo błąd pomiaru i wtedy analizuje się trend (np. dopasowanie prostej).
Jeśli U/I jest stałe, to napięcie rośnie proporcjonalnie do prądu, czyli spełniona jest zależność liniowa U = R·I. Taka liniowość jest cechą elementu omowego w danym zakresie, a stały współczynnik proporcjonalności jest właśnie rezystancją R.
Metoda graficzna polega na narysowaniu wykresu U(I) i wyznaczeniu nachylenia prostej. Jest to praktyczny sposób użycia prawa Ohma, bo nachylenie odpowiada rezystancji. Przy małej liczbie idealnych punktów często szybciej i czytelniej liczy się bezpośrednio R = U/I.
Mostek Wheatstone'a stosuje się, gdy potrzebna jest wysoka dokładność pomiaru rezystancji i dysponuje się układem mostkowym oraz rezystorami wzorcowymi. To metoda stricte pomiarowa. Gdy masz już wyniki U i I, zwykle wystarcza wyznaczenie R z relacji R = U/I.
W praktyce "bezpośrednio" oznacza pomiar rezystancji przyrządem, np. omomierzem lub multimetrem w funkcji Ω, bez konieczności liczenia z innych wielkości. Jeżeli zadanie podaje U i I, to jest to raczej wyznaczenie pośrednie, oparte na zależności między tymi wielkościami.
Napięcie U podaje się w woltach (V), prąd I w amperach (A), a rezystancję R w omach (Ω). Zależność jednostek wynika z R = U/I, czyli 1 Ω = 1 V / 1 A. To ułatwia kontrolę poprawności obliczeń na egzaminie.
Wskazówką jest podanie par wartości napięcia i prądu lub opis pomiaru U oraz I w obwodzie. Jeśli w danych widać proporcjonalność (np. podwojenie U daje podwojenie I), to niemal zawsze chodzi o prawo Ohma i wyznaczenie rezystancji z ilorazu U/I.
Jeśli punkty są spójne (U/I daje tę samą wartość), to w praktyce tak – potwierdzają stałą rezystancję w badanym zakresie. Gdy punkty się różnią, potrzeba więcej danych, oceny niepewności pomiaru lub dopasowania zależności. Na egzaminie zwykle zakłada się idealne lub jednoznaczne dane.
Częsty błąd to pomylenie wzoru (np. wpisanie R = I/U zamiast R = U/I) lub nieuwzględnienie jednostek. Inny błąd to wybór "zaawansowanej" metody (np. mostka) mimo że zadanie dostarcza już U i I. Warto zawsze sprawdzić stałość ilorazu U/I.
info

Statystycznie 73% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnio łatwe

Według specjalistów z branży: "Prawo Ohma opisuje zależność między napięciem i prądem w elemencie omowym: R = U/I."

Źródła:

  • Encyklopedia PWN – hasło "prawo Ohma" (definicja i zależność U=RI): https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/prawo-Ohma;3961312.html - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia (pl) – "Prawo Ohma" (postać U=RI oraz R=U/I): https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma - dostęp 2026-03-02
  • OpenStax, University Physics Volume 2, Section "Ohm’s Law" (zależność między napięciem, prądem i oporem): https://openstax.org/books/university-physics-volume-2/pages/7-3-ohms-law - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Skrypt z podstaw elektrotechniki: prawo Ohma, moc, rezystancja zastępcza
  • Zestawy zadań z wyznaczania R z danych U i I (tabele, wykresy U-I)
  • Materiały dydaktyczne o metodach pomiaru rezystancji (bezpośrednia, pośrednia, mostkowa) i kiedy je stosować

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego