KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 8.
W celu pomiaru sprawności energetycznej zasilacza stabilizowanego o działaniu ciągłym należy zastosować dwa
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Sprawność energetyczna to stosunek mocy oddawanej na wyjściu do mocy pobieranej z wejścia. Aby ją wyznaczyć, trzeba więc zmierzyć dwie moce: wejściową i wyjściową. Do bezpośredniego pomiaru mocy służy watomierz, dlatego właściwym wyborem są dwa watomierze (dla wejścia i wyjścia).

Pełne wyjaśnienie:

Sprawność energetyczną zasilacza wyznacza się jako iloraz:

η = Pwy / Pwe

Oznacza to, że do oceny sprawności nie wystarczy pojedynczy pomiar. Trzeba znać moc pobieraną z sieci/źródła (moc wejściową) oraz moc oddawaną do obciążenia (moc wyjściową). Dopiero porównanie tych dwóch wartości pozwala określić, jaka część energii jest przekazywana do odbiornika, a jaka zamieniana na straty (np. ciepło).

Odpowiedź "watomierze" jest właściwa, ponieważ watomierz jest przyrządem przeznaczonym do pomiaru mocy elektrycznej. Użycie dwóch watomierzy odpowiada potrzebie pomiaru mocy w dwóch punktach toru energii: na wejściu i na wyjściu zasilacza.

Pozostałe propozycje nie spełniają tego warunku:

  • "omomierze" mierzą rezystancję, a nie moc. Pomiar oporu nie daje bezpośrednio ani Pwe, ani Pwy, więc nie pozwala wyznaczyć sprawności.
  • "woltomierze" mierzą napięcie. Nawet mając napięcie, bez prądu (i bez właściwego ujęcia mocy) nie wyznaczy się mocy po obu stronach zasilacza.
  • "amperomierze" mierzą prąd. Analogicznie: sam prąd nie wystarczy do określenia mocy i sprawności.

W praktyce spotyka się też wyznaczanie mocy na wyjściu metodą pośrednią (U·I dla DC) oraz pomiar mocy wejściowej analizatorem mocy, ale idea pozostaje taka sama: sprawność wymaga dwóch pomiarów mocy (wejście i wyjście), a nie tylko napięcia, prądu lub rezystancji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Sprawność energetyczna to stosunek mocy oddawanej na wyjściu do mocy pobieranej na wejściu: η = Pwy/Pwe. Wynik podaje się zwykle w procentach. Im wyższa sprawność, tym mniejsze straty (np. na nagrzewanie) przy tej samej mocy wyjściowej.
Sprawność zawsze porównuje "ile weszło" z "ile wyszło". Zasilacz pobiera energię z wejścia i przekazuje ją na wyjście, ale część traci w elementach (ciepło, straty przełączania). Bez Pwe i Pwy nie da się policzyć η.
Do bezpośredniego pomiaru mocy służy watomierz lub nowocześniej analizator mocy. W kontekście zadań egzaminacyjnych watomierz jest typową odpowiedzią, bo jest klasycznym przyrządem do pomiaru mocy, a nie tylko napięcia czy prądu.
Same pomiary U i I mogą pozwolić wyznaczyć moc pośrednio (np. dla DC: P = U·I), ale do sprawności nadal potrzebujesz dwóch mocy: na wejściu i na wyjściu. Jeśli mierzysz U i I, musisz to zrobić po obu stronach lub inaczej zapewnić Pwe i Pwy.
Ideowo jeden watomierz mierzy moc pobieraną (wejście zasilacza), a drugi moc oddawaną (wyjście do obciążenia). Kluczowe jest, by każdy przyrząd obejmował właściwy tor prądowy i napięciowy dla danego punktu pomiaru oraz by nie zaburzyć pracy układu.
Trudności pojawiają się m.in. przy zasilaczach impulsowych, gdy przebiegi nie są idealnie stałe, występują tętnienia, a obciążenie jest nieliniowe lub dynamiczne. Wtedy ważny jest dobór przyrządów i metody, aby mierzona moc odpowiadała rzeczywistej energii przekazywanej do obciążenia.
Omomierz służy do pomiaru rezystancji i zwykle działa przez podanie własnego napięcia pomiarowego. Nie mierzy mocy ani energii, a podłączony do pracującego zasilacza może dać błędne wskazania lub nawet spowodować uszkodzenie. Do sprawności potrzebujesz Pwe i Pwy.
Typowe błędy to: mylenie sprawności z "jakością stabilizacji", traktowanie pomiaru napięcia jako wystarczającego, pomijanie pomiaru po jednej stronie (tylko wejście albo tylko wyjście) oraz mieszanie pojęć mocy z prądem lub rezystancją. Pomaga pamiętać: sprawność = porównanie dwóch mocy.
Zasilacz stabilizowany utrzymuje w określonych granicach wartość napięcia (lub prądu) mimo zmian obciążenia i/lub napięcia wejściowego. "Działanie ciągłe" oznacza pracę w sposób ciągły (nie impulsowy w sensie trybu pracy odbiornika), co w zadaniach upraszcza interpretację pomiarów mocy.
Ucz się kojarzyć wielkość z przyrządem: napięcie–woltomierz, prąd–amperomierz, rezystancja–omomierz, moc–watomierz. Następnie analizuj, ile wielkości trzeba znać w zadaniu (np. sprawność wymaga dwóch mocy). Na końcu sprawdź, czy odpowiedzi są zgodne z tym tokiem.
info

Około 63% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że sprawność energetyczna to stosunek mocy oddawanej na wyjściu do mocy pobieranej z wejścia.

Źródła:

  • S. Bolkowski, "Elektrotechnika teoretyczna" (zagadnienia: moc i energia w obwodach elektrycznych; definicja sprawności) – wydanie zależne od programu nauczania, rozdziały o mocy

Materiały:

  • Podręczniki do metrologii elektrycznej (pomiary mocy w obwodach DC i AC)
  • Instrukcje laboratoryjne z ćwiczeń: wyznaczanie sprawności zasilaczy
  • Dokumentacje przyrządów: watomierz / analizator mocy (zasady podłączenia i interpretacji wskazań)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego