KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 6

PYTANIE NR 19.
Rozważ następujący obwód elektryczny:
+-----R1-----R2-----+
|                   |
+-------------------+
Gdzie R1 = 5Ω i R2 = 10Ω. Jakie jest napięcie na rezystorze R2, jeśli napięcie na całym obwodzie wynosi 15V?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W połączeniu szeregowym przez R1 i R2 płynie ten sam prąd, a napięcie dzieli się proporcjonalnie do rezystancji. Dla R1=5 Ω i R2=10 Ω suma wynosi 15 Ω, więc UR2=15 V·(10/15)=10 V. Pozostałe odpowiedzi nie spełniają proporcji dzielnika napięcia.

Pełne wyjaśnienie:

Rezystory R1 i R2 są połączone szeregowo, więc przez oba elementy płynie ten sam prąd. Całkowita rezystancja wynosi:

R = R1 + R2 = 5 Ω + 10 Ω = 15 Ω.

Z prawa Ohma dla całego obwodu (dla napięcia zasilania 15 V):

I = U / R = 15 V / 15 Ω = 1 A.

Napięcie na R2 to spadek napięcia na tym rezystorze:

UR2 = I · R2 = 1 A · 10 Ω = 10 V.

To samo można policzyć jako dzielnik napięcia:

UR2 = U · (R2 / (R1 + R2)) = 15 V · (10/15) = 10 V.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 5 V – odpowiadałoby spadkowi na R1 (1 A · 5 Ω), a nie na R2. To typowy błąd przypisania napięcia do niewłaściwego rezystora.
  • 15 V – to napięcie zasilania całego szeregu. W szeregu spadki napięć na elementach sumują się do 15 V, ale pojedynczy rezystor (tu R2) ma tylko część tego napięcia.
  • 20 V – przekracza napięcie zasilania, więc nie może być spadkiem na jednym z elementów w prostym obwodzie szeregowym bez dodatkowych źródeł energii.

W praktyce: gdy rezystory są w szeregu, większy opór ma większy spadek napięcia. Ponieważ R2 (10 Ω) jest dwa razy większy od R1 (5 Ω), to napięcie na R2 jest dwa razy większe niż na R1: 10 V vs 5 V.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Dzielnik napięcia to układ (zwykle dwa rezystory w szeregu), w którym napięcie zasilania rozkłada się na spadki napięć proporcjonalnie do wartości rezystancji. Pozwala uzyskać na wybranym rezystorze część napięcia wejściowego, zgodnie ze wzorem Uwy=Uwe·R/(R1+R2).
Najprościej użyć dzielnika napięcia: UR2=U·(R2/(R1+R2)). Alternatywnie: policz prąd I=U/(R1+R2), a potem spadek UR2=I·R2. Obie metody dają ten sam wynik, jeśli elementy są w szeregu.
W połączeniu szeregowym jest tylko jedna droga przepływu ładunku, więc ten sam strumień ładunku (prąd) musi przepłynąć kolejno przez każdy element. Gdyby prąd był różny w różnych miejscach, oznaczałoby to "gromadzenie" ładunku w węźle, co w stanie ustalonym DC nie zachodzi.
Większy rezystor ma większy spadek napięcia, bo przy tym samym prądzie spełnia U=I·R. Oznacza to, że gdy jeden opór jest 2 razy większy, to spadek napięcia na nim będzie 2 razy większy (przy niezmienionym prądzie w obwodzie szeregowym).
W typowym obwodzie szeregowym z dwoma rezystorami nie. 15 V to napięcie zasilania całego łańcucha, a napięcia na elementach muszą się do niego sumować. Pojedynczy rezystor ma 15 V tylko wtedy, gdy drugi ma 0 V (np. zwarcie) albo gdy go w praktyce nie ma.
Zrób kontrolę proporcji: UR1:UR2 = R1:R2. Jeśli R2 jest większy, jego napięcie też musi być większe. Sprawdź też sumę: UR1+UR2 powinno równać się napięciu zasilania. To szybko wyłapuje błędne odpowiedzi.
Najczęściej myli się, na którym rezystorze jest większy spadek, albo podstawia się R1 zamiast R2 do wzoru. Druga typowa pomyłka to wybór napięcia zasilania jako napięcia na jednym elemencie. Pomaga zapisanie wzoru i krótki test: większy R → większe U.
W obwodzie z jednym źródłem 15 V i pasywnymi rezystorami spadek napięcia na pojedynczym elemencie nie może przekroczyć napięcia zasilania. Wynik 20 V wymagałby dodatkowego źródła energii lub innego zjawiska (np. układu aktywnego), którego tutaj nie ma.
Gdy do punktu wyjściowego dołączysz obciążenie o porównywalnej rezystancji z R2 (np. wejście układu o małej impedancji). Wtedy R2 i obciążenie tworzą połączenie równoległe, zmienia się efektywna rezystancja i napięcie wyjściowe spada. To ważne w praktyce montażu elektroniki.
Ustaw multimetr na pomiar napięcia stałego (DC V), podłącz sondy równolegle do rezystora R2: jedna sonda do jego początku, druga do końca. Pamiętaj o wspólnej masie/odniesieniu w układzie. Pomiar napięcia wykonuje się równolegle, a prądu — szeregowo.
info

Około 60% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Według specjalistów z branży: "W połączeniu szeregowym przez R1 i R2 płynie ten sam prąd, a napięcie dzieli się proporcjonalnie do rezystancji."

Źródła:

  • Wikipedia (EN), "Voltage divider", https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage_divider - accessed 2026-02-26
  • All About Circuits, "Voltage Dividers", https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-6/voltage-dividers/ - accessed 2026-02-26
  • Khan Academy, "Resistor circuits" (prawo Ohma i obwody rezystorowe), https://www.khanacademy.org/science/electrical-engineering/ee-circuit-analysis-topic - accessed 2026-02-26

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki/elektroniki: dział o prawie Ohma i połączeniach rezystorów
  • Materiały dydaktyczne o dzielniku napięcia i obwodach szeregowych
  • Ćwiczenia rachunkowe z obwodów DC (spadki napięć, prąd w szeregu)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego