Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE5 - TEST WIEDZY NR 5



PYTANIE NR 20.
Rozważ układ z diodą LED i rezystorem o wartości 220Ω podłączonymi szeregowo do źródła napięcia o wartości 5V. Jaki jest prąd płynący przez diodę LED, jeżeli jej spadek napięcia wynosi 2V?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Oblicz napięcie na rezystorze: 5 V − 2 V = 3 V.
Następnie zastosuj prawo Ohma dla elementu liniowego: I = U/R = 3 V / 220 Ω ≈ 0,0136 A, czyli po zaokrągleniu 0,014 A (około 14 mA).

Pełne wyjaśnienie:

W połączeniu szeregowym ten sam prąd płynie przez rezystor i diodę LED. Aby go obliczyć, trzeba najpierw ustalić, jakie napięcie "zostaje" na rezystorze, bo to rezystor ogranicza prąd.

Krok 1: napięcie na rezystorze
Źródło ma 5 V, a na LED odkłada się 2 V (tak podaje treść). Z prawa sumy spadków napięć w obwodzie szeregowym napięcie na rezystorze wynosi:
UR = 5 V − 2 V = 3 V.

Krok 2: prawo Ohma
Dla rezystora 220 Ω prąd wynosi:
I = UR / R = 3 V / 220 Ω = 0,013636… A.
Po zaokrągleniu do trzech miejsc po przecinku dostajemy 0,014 A, czyli ok. 14 mA.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • Wartość 0,022 A odpowiadałaby sytuacji, jakby na rezystorze było ok. 4,8–5 V (czyli pominięto spadek napięcia na LED). To typowy błąd polegający na nieuwzględnieniu elementu nieliniowego w szeregu.
  • Wartość 0,036 A sugeruje zbyt duże napięcie na rezystorze lub znacznie mniejszy opór (np. pomylenie 220 Ω z 82 Ω). Jest to niezgodne z danymi z zadania.
  • Stwierdzenie "Nie można tego określić bez dodatkowych informacji" bywa prawdziwe w realnym świecie (LED ma charakterystykę prądowo-napięciową, spadek zależy od prądu i temperatury), ale tutaj zadanie daje uproszczony model: spadek 2 V jest znany, a opór 220 Ω i zasilanie 5 V są podane. To wystarcza do obliczeń.

Wskazówka egzaminacyjna: w zadaniach z LED niemal zawsze robisz krok "odejmij spadek na diodzie od zasilania", a dopiero potem liczysz prąd z U/R. Wynik często wygodnie podać w mA: 0,014 A ≈ 14 mA.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć prąd diody LED z rezystorem szeregowym?
Najpierw policz napięcie na rezystorze: UR = Uzasilania − ULED. Potem użyj prawa Ohma: I = UR/R. W typowych zadaniach egzaminacyjnych spadek na LED jest podany, więc obliczenie jest jednoznaczne.
Dlaczego w obwodzie LED odejmuje się 2 V od 5 V?
Bo 2 V to spadek napięcia na diodzie LED. W połączeniu szeregowym suma spadków napięć równa się napięciu źródła, więc pozostała część napięcia musi odłożyć się na rezystorze. To właśnie rezystor "przyjmuje" resztę napięcia i ogranicza prąd.
Co oznacza wynik 0,014 A w praktyce?
0,014 A to 14 mA. Taki prąd jest typowy dla wielu diod sygnalizacyjnych. W praktyce oznacza to pobór prądu z zasilacza oraz obciążenie wyjścia sterownika/układu alarmowego, jeśli LED jest użyta jako kontrolka stanu.
Czy można policzyć prąd LED bez znajomości spadku napięcia na diodzie?
W uproszczonych zadaniach szkolnych potrzebujesz spadku napięcia (lub prądu znamionowego i charakterystyki). Bez tych danych nie da się jednoznacznie wyznaczyć prądu, bo LED nie jest elementem liniowym. Dlatego w zadaniach egzaminacyjnych spadek napięcia zwykle jest podany.
Jakie są najczęstsze błędy w zadaniach z LED i rezystorem?
Najczęściej: (1) liczenie I = 5 V / 220 Ω i pomijanie spadku na LED, (2) mylenie jednostek (A vs mA), (3) zły zapis oporu (np. odczyt 220 Ω jako 220 kΩ), (4) zaokrąglanie zbyt wcześnie. Pomaga stały schemat: odejmij → podziel.
Jak sprawdzić, czy odpowiedź jest realistyczna bez kalkulatora?
Oszacuj: 3 V / 300 Ω ≈ 0,01 A, a ponieważ opór jest mniejszy (220 Ω), prąd będzie większy niż 10 mA, czyli ok. 14 mA. Taka kontrola "z grubsza" pozwala szybko odrzucić wyniki rzędu 30–40 mA jako podejrzanie wysokie.
Kiedy w instalacjach gazowych spotyka się LED-y i rezystory?
W praktyce technika gazownictwa LED-y występują m.in. w sygnalizatorach, panelach sterujących, centralach detekcji gazu czy modułach z elektrozaworami (kontrolki zasilania, awarii, alarmu). Umiejętność oszacowania prądu pomaga ocenić obciążenie zasilaczy i wyjść sterujących.
Czy spadek napięcia LED zawsze wynosi 2 V?
Nie. Spadek napięcia zależy od koloru (technologii), prądu i temperatury. Czerwone LED często mają ok. 1,8–2,2 V, a białe/niebieskie zwykle wyższy spadek. W zadaniu egzaminacyjnym przyjmujesz wartość podaną w treści jako obowiązującą do obliczeń.
Jak dobrać rezystor do LED przy zasilaniu 5 V?
Stosuje się wzór: R = (Uzasilania − ULED) / I. Przykładowo dla 5 V, spadku 2 V i prądu 10 mA: R ≈ 300 Ω. Następnie dobiera się najbliższą wartość z szeregu i sprawdza moc rezystora (P = I²R).
Dlaczego odpowiedź "nie można określić" bywa myląca na egzaminie?
Bo egzamin często używa modelu uproszczonego: podaje spadek na LED i wartość rezystora, więc prąd da się policzyć jednoznacznie. W realnym układzie LED ma nieliniową charakterystykę, ale to nie jest celem tego typu pytania. Klucz to czytać, jakie dane podano.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 58% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że oblicz napięcie na rezystorze: 5 V − 2 V = 3 V.

Źródła:

  • All About Circuits, "Ohm’s Law" (prawo Ohma, zależność I=V/R), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-2/ohms-law/ - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (PL), "Prawo Ohma" (podstawowa zależność między napięciem, prądem i oporem), https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (PL), "Dioda elektroluminescencyjna" (informacja o typowym spadku napięcia i zastosowaniu rezystora ograniczającego prąd), https://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektrotechniki/elektroniki (prawo Ohma, obwody DC)
  • Notatki z obliczeń obwodów szeregowych i równoległych
  • Karty katalogowe LED (spadek napięcia, zalecany prąd) jako kontekst praktyczny
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego