KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 5.
W jaki sposób zachowają się diody świecące o napięciu przewodzenia U=2 V w układzie elektronicznym pokazanym na rysunku po zamknięciu włącznika W?
Ilustracja przedstawia schemat układu elektronicznego, który jest częścią pytania egzaminacyjnego dla kwalifikacji zawodowej
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dioda LED przewodzi tylko w kierunku od anody do katody.
Po zamknięciu W prąd konwencjonalny płynie od "+" źródła (góra) do "-" (dół). W gałęzi z D2 polaryzacja jest zgodna z kierunkiem prądu, więc dioda przewodzi i świeci. D1 ma polaryzację zaporową, więc nie popłynie przez nią prąd.

Pełne wyjaśnienie:

LED świeci wtedy, gdy jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia, czyli gdy prąd może płynąć od anody do katody. W symbolu diody kreska oznacza katodę. W przedstawionym obwodzie po zamknięciu wyłącznika W zasilanie 12 V podaje napięcie przez rezystor 1 kΩ na węzeł rozgałęzienia dwóch gałęzi równoległych.

Prąd konwencjonalny w obwodzie DC płynie od bieguna dodatniego do ujemnego, więc w tym układzie "z góry na dół". Dioda D2 ma anodę u góry i katodę u dołu, zatem jest spolaryzowana w kierunku przewodzenia. Popłynie przez nią prąd, a dioda zacznie emitować światło.

Dioda D1 ma natomiast katodę u góry i anodę u dołu, więc przy takim kierunku przepływu jest spolaryzowana zaporowo. W stanie zaporowym (dla typowych napięć zasilania w takim prostym układzie) prąd jest pomijalny, więc LED nie świeci.

Rezystor 1 kΩ pełni rolę ogranicznika prądu i chroni LED przed uszkodzeniem. Orientacyjnie można oszacować prąd dla świecącej gałęzi jako I ≈ (12 V − 2 V) / 1 kΩ ≈ 10 mA, co jest typową, bezpieczną wartością dla wielu diod sygnalizacyjnych.

  • Odpowiedź "Zaświeci się wyłącznie dioda D1." jest błędna, bo wymagałaby zgodnej polaryzacji D1 z kierunkiem prądu, a na schemacie D1 jest odwrócona.
  • Odpowiedź "Zaświecą się obie diody." byłaby prawdziwa tylko wtedy, gdy obie LED miałyby tę samą polaryzację (albo zasilanie przemienne). Tu są przeciwrównoległe, więc w DC świeci jedna.
  • Odpowiedź "Żadna z diod nie zaświeci się." jest błędna, bo D2 ma warunki przewodzenia spełnione, a rezystor umożliwia przepływ ograniczonego prądu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kreska w symbolu diody oznacza katodę. Dioda przewodzi (i LED świeci) wtedy, gdy prąd płynie od anody do katody, czyli "w stronę kreski". Jeśli katoda jest po stronie wyższego potencjału, dioda jest spolaryzowana zaporowo i nie świeci.
Trzeba sprawdzić polaryzację każdej LED względem kierunku prądu konwencjonalnego (od "+" do "-"). Ta dioda, której anoda jest po stronie "+", a katoda (kreska) po stronie "-", będzie w kierunku przewodzenia i zaświeci. Druga, odwrócona, pozostanie zgaszona.
Bo diody są spolaryzowane przeciwnie (przeciwrównolegle). W zasilaniu stałym jedna z nich ma kierunek przewodzenia, a druga kierunek zaporowy. Jednoczesne świecenie obu byłoby możliwe, gdyby miały tę samą polaryzację albo gdyby układ był zasilany napięciem przemiennym i świeciły na zmianę.
Rezystor ogranicza prąd LED, chroniąc ją przed przegrzaniem i uszkodzeniem. Bez rezystora prąd mógłby być zbyt duży, bo charakterystyka diody jest nieliniowa. W typowym uproszczeniu prąd można oszacować ze wzoru I ≈ (Uzas − Uled) / R, co pozwala dobrać bezpieczną wartość.
Nie. "2 V" to przybliżone napięcie, przy którym LED zaczyna przewodzić i świecić przy pewnym prądzie. W praktyce napięcie przewodzenia zależy od koloru LED, temperatury i prądu. Dlatego w obwodzie zawsze stosuje się element ograniczający prąd (najczęściej rezystor), a nie "ustawia" samego napięcia na LED.
W trybie "test diody" multimetr podaje niewielki prąd i mierzy spadek napięcia na złączu. Gdy podłączysz przewody tak, że LED jest w kierunku przewodzenia, często lekko zaświeci, a miernik pokaże spadek (np. ok. 1,8–2,2 V). Przy odwrotnym podłączeniu zwykle pojawia się brak przewodzenia (OL/1).
Połączenie przeciwrównoległe stosuje się m.in. do sygnalizacji kierunku prądu, zabezpieczenia przed odwrotną polaryzacją lub ograniczania napięcia w obu kierunkach. W praktyce spotyka się je także przy wejściach sygnałowych i prostych układach ochronnych, gdzie ważne jest "zablokowanie" jednej polaryzacji.
Gałęzie równoległe mają to samo napięcie, ale prąd popłynie tylko przez te elementy, które tworzą "drogę przewodzenia". Dioda w stanie zaporowym zachowuje się jak przerwa (dla uproszczonej analizy DC), więc gałąź z odwróconą diodą praktycznie nie przewodzi, mimo że jest równolegle do gałęzi przewodzącej.
Najczęstsze błędy to: mylenie, po której stronie symbolu jest katoda (kreska), ignorowanie kierunku prądu konwencjonalnego oraz automatyczne założenie, że "dwie LED równolegle świecą razem". Na egzaminie warto najpierw zaznaczyć "+" i "-" źródła, a potem sprawdzić, gdzie jest katoda każdej LED.
Tak, zwykle wystarczy przybliżenie I ≈ (Uzas − Uled) / R. To pomaga ocenić, czy prąd nie przekroczy dopuszczalnej wartości LED i czy rezystor jest dobrany poprawnie. Nawet jeśli pytanie nie wymaga rachunków, umiejętność szybkiego oszacowania (np. 10 mA) jest bardzo przydatna w montażu i diagnostyce.
info

Statystycznie 40% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Dioda LED przewodzi tylko w kierunku od anody do katody.Po zamknięciu W prąd konwencjonalny płynie od "+" źródła (góra) do "-" (dół)."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Dioda" – opis złącza p-n, kierunek przewodzenia i zaporowy (sekcje: Zasada działania, Symbol graficzny) https://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Dioda elektroluminescencyjna" – napięcie przewodzenia i podstawy działania LED https://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna (dostęp: 2026-02-27)
  • All About Circuits: "Diode Polarity / Diode Symbol" – interpretacja symbolu i katody (kreska) https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-3/diode-polarity/ (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podstawy elektroniki: rozdział o diodach półprzewodnikowych i LED (symbole, polaryzacja, charakterystyka I-U)
  • Ćwiczenia z czytania schematów ideowych: elementy w szeregu i równolegle, kierunek prądu
  • Instrukcje użycia multimetru: test diody i rozpoznawanie anody/katody LED

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego