KWALIFIKACJA ELM2 - TEST WIEDZY NR 4

PYTANIE NR 2.
Rozważmy układ dwóch cewek o indukcyjnościach L1=2H i L2=3H połączonych szeregowo. Jaką wartość ma indukcyjność zastępcza?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy połączeniu szeregowym idealnych cewek (bez sprzężenia) indukcyjności się sumują: Lz = L1 + L2. Dla L1 = 2 H oraz L2 = 3 H otrzymujemy Lz = 5 H. Pozostałe odpowiedzi wynikają z błędnego dodawania lub pomylenia zasad łączenia.

Pełne wyjaśnienie:

Indukcyjność L (w henrach, H) opisuje zdolność cewki do magazynowania energii w polu magnetycznym i przeciwstawiania się zmianom prądu. W wielu zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się cewki idealne oraz brak sprzężenia magnetycznego między nimi (czyli pomija się indukcyjność wzajemną). W takim standardowym przypadku można stosować proste reguły łączenia.

Połączenie szeregowe cewek oznacza, że przez obie cewki płynie ten sam prąd, a spadki napięć na cewkach sumują się. Dla elementów indukcyjnych prowadzi to do zależności, że indukcyjność zastępcza jest sumą indukcyjności składowych:

Lz = L1 + L2

Podstawiamy dane z treści:

  • L1 = 2 H
  • L2 = 3 H

Zatem:

Lz = 2 H + 3 H = 5 H

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • 6 H — typowy skutek pomyłki rachunkowej lub dopisania "dodatkowego" składnika bez uzasadnienia w treści.
  • 1 H — przypomina wynik z reguł łączenia równoległego (gdzie pojawiają się odwrotności), ale to nie jest połączenie równoległe.
  • 4 H — najczęściej błąd arytmetyczny (2+3) albo mylenie z innym parametrem obwodu.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniu jest wyraźnie "połączone szeregowo", najpierw sprawdź, czy nie ma informacji o sprzężeniu (np. współczynnik k lub indukcyjność wzajemna M). Jeśli jej nie ma, stosuje się zwykłe sumowanie indukcyjności.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Indukcyjność to wielkość opisująca, jak silnie cewka przeciwstawia się zmianom prądu i jaką energię magazynuje w polu magnetycznym. Podaje się ją w henrach (H). W praktyce spotkasz też podwielokrotności, np. mH i µH.
Dla standardowego przypadku (brak sprzężenia magnetycznego) indukcyjności w szeregu się sumują: Lz = L1 + L2 + .... To analogiczna zasada do sumowania rezystancji w szeregu, tylko dotyczy cewek.
W szeregu przez wszystkie cewki płynie ten sam prąd, a napięcia indukowane na cewkach sumują się. Ponieważ napięcie na cewce jest proporcjonalne do indukcyjności, suma napięć odpowiada sumie indukcyjności, stąd reguła dodawania.
Nie w typowym zadaniu bez sprzężenia. Dla połączenia szeregowego obowiązuje suma, więc wynik jest większy od każdej składowej. Mniejszy wynik mógłby wystąpić tylko przy dodatkowych zjawiskach opisanych w treści (np. sprzężeniu i odpowiednim znaku).
Najczęściej myli się połączenie szeregowe z równoległym i stosuje wzór z odwrotnościami. Częsty jest też błąd pośpiechu w dodawaniu oraz dopisywanie "ukrytych" danych (np. sprzężenia magnetycznego), których w zadaniu nie podano.
Sprzężenie (opisywane np. przez indukcyjność wzajemną) może zwiększać lub zmniejszać indukcyjność zastępczą zależnie od zgodności kierunków uzwojeń. Wtedy nie wystarcza proste dodawanie L1 i L2, tylko potrzebny jest dodatkowy parametr podany w zadaniu.
Łączenie szeregowe stosuje się, gdy chcesz uzyskać większą indukcyjność w danej gałęzi, np. w filtrach zasilania, układach przeciwzakłóceniowych lub w torach sygnałowych. Często robi się to też z powodów dostępności elementów o mniejszych wartościach.
W szeregu elementy są "jeden za drugim" w tej samej ścieżce prądu (jest jedna droga przepływu). W równoległym ich końce są podłączone do tych samych dwóch węzłów (istnieje kilka dróg przepływu). Ta identyfikacja decyduje o doborze wzoru.
Nie, jeśli pytanie dotyczy tylko indukcyjności zastępczej w szeregu. Wystarczy reguła łączenia indukcyjności. Pojęcia impedancji i częstotliwości są potrzebne dopiero w zadaniach AC, gdy liczy się reaktancję lub zachowanie filtru.
Sprawdź dwie rzeczy: (1) wynik musi być większy niż każda indukcyjność składowa, (2) jednostka ma być w H (lub mH/µH po przeliczeniu). Jeśli wynik jest mniejszy niż 2 H albo 3 H, to prawie na pewno użyto złej reguły.
info

Około 74% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

Eksperci podkreślają: "Przy połączeniu szeregowym idealnych cewek (bez sprzężenia) indukcyjności się sumują: Lz = L1 + L2."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Indukcyjność" – opis wielkości i jednostki H, https://pl.wikipedia.org/wiki/Indukcyjno%C5%9B%C4%87 (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "Inductors in Series and Parallel" – reguły łączenia indukcyjności, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-15/inductors-in-series-and-parallel/ (dostęp: 2026-03-01)
  • HyperPhysics (Georgia State University): "Inductance" – podstawy pojęcia indukcyjności, http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/induct.html (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki/elektroniki: rozdział o indukcyjności i obwodach RL
  • Notatki z praw łączenia elementów R, L, C w obwodach
  • Zadania rachunkowe z obliczania parametrów zastępczych (szereg/równolegle)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego