KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 6.
W obwodzie przedstawionym na schemacie źródło o sile elektromotorycznej E = 24 V zasila dwa rezystory R1 = 6 Ω i R2 = 4 Ω oraz cztery żarówki, każda o mocy znamionowej PN = 60 W i napięciu znamionowym UN = 24 V. Wszystkie wyłączniki zostały zamknięte i przepaliła się żarówka C, Jak zmieni się wskazanie woltomierza V?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią egzaminu zawodowego dla elektryków w kwalifikacji EE5.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wskazanie woltomierza nie zmienia się, jeśli mierzy on napięcie na zaciskach idealnego źródła lub w punkcie obwodu, którego potencjały nie zależą od prądu w gałęzi z przepaloną żarówką.
Przepalenie żarówki oznacza rozwarcie tylko tej gałęzi, więc pozostała część układu może zachować to samo napięcie w miejscu pomiaru.

Pełne wyjaśnienie:

Przepalenie żarówki w analizie obwodów prądu stałego traktuje się zwykle jako rozwarcie (przerwa w obwodzie): prąd przez tę konkretną żarówkę przestaje płynąć, a prądy i spadki napięć w pozostałych gałęziach mogą się zmienić albo pozostać bez zmian – zależy to od topologii połączeń i od tego, gdzie jest podłączony woltomierz.

Odpowiedź "Wskazanie woltomierza V nie ulegnie zmianie." jest zgodna z typową sytuacją egzaminacyjną, w której woltomierz mierzy napięcie w punkcie niewrażliwym na przerwanie jednej z równoległych gałęzi (np. napięcie na zaciskach zasilania). W takim ujęciu rozwarcie jednej żarówki eliminuje jedynie prąd w tej gałęzi, ale nie "zabiera" napięcia w całym obwodzie. Napięcie jest różnicą potencjałów, a jego wartość w danym miejscu zależy od źródła oraz od rozkładu spadków napięć w elementach, które leżą między punktami pomiaru.

Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne w tym modelu zadania:

  • "Wskazanie … zmaleje." – taki efekt wymagałby, aby punkt pomiaru znajdował się na elemencie, którego spadek napięcia maleje po zmianie prądu, albo aby napięcie zaciskowe źródła spadało wskutek wzrostu obciążenia. Sama przerwa w jednej gałęzi zwykle zmniejsza obciążenie, nie zwiększa.
  • "Wskazanie … wzrośnie." – wzrost mógłby wystąpić np. przy znacznym wpływie rezystancji wewnętrznej źródła i zmniejszeniu prądu całkowitego (mniejszy spadek wewnętrzny). Jeśli jednak w zadaniu przyjmuje się źródło idealne lub pomiar w miejscu niezależnym od tej gałęzi, nie ma podstaw do wzrostu.
  • "… wyniesie 0 V." – 0 V pojawia się na woltomierzu, gdy oba jego zaciski są w tym samym potencjale (np. są zwarte) lub gdy mierzy on napięcie na elemencie, na którym nie występuje różnica potencjałów. Przepalenie jednej żarówki nie oznacza automatycznie braku napięcia w całym obwodzie.

Wskazówka egzaminacyjna: zanim wybierzesz odpowiedź, ustal dwa fakty: (1) czy przepalony element daje przerwę czy zwarcie (w żarówkach: przerwa), (2) między jakimi punktami mierzy woltomierz. To często pozwala rozstrzygnąć zadanie bez szczegółowych obliczeń.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
W zadaniach z obwodów DC przepalona żarówka jest zwykle modelowana jako rozwarcie, czyli przerwa w obwodzie. Oznacza to, że prąd przez tę gałąź nie płynie, ale w innych częściach układu napięcia i prądy mogą nadal występować.
Woltomierz podłącza się równolegle do elementu lub odcinka, na którym mierzy się napięcie (różnicę potencjałów). Ma dużą rezystancję wejściową, aby jak najmniej wpływać na obwód i nie zmieniać istotnie prądów.
Napięcie w punkcie pomiaru zależy od tego, które elementy leżą między zaciskami woltomierza. Jeśli woltomierz jest na zaciskach źródła (model idealny) lub na odcinku niezależnym od uszkodzonej gałęzi, rozwarcie tej gałęzi zmienia prądy lokalnie, ale nie musi zmienić mierzonego napięcia.
Tak. W połączeniu szeregowym przerwa w jednym elemencie przerywa cały obwód, więc prąd w całym szeregu spada do zera. To często skutkuje innymi wskazaniami mierników niż w połączeniu równoległym, gdzie awaria dotyczy jednej gałęzi.
Najczęstsze błędy to: ignorowanie miejsca włączenia woltomierza, utożsamianie "przepalenia" z brakiem napięcia wszędzie, mylenie skutków awarii w szeregu i w równoległym oraz próba liczenia "na siłę" bez sprawdzenia, czy wystarczy analiza jakościowa.
Siła elektromotoryczna E opisuje zdolność źródła do wytwarzania różnicy potencjałów. Napięcie na zaciskach źródła może być równe E (źródło idealne lub małe obciążenie) albo mniejsze, gdy uwzględnia się spadek na rezystancji wewnętrznej przy większym prądzie.
Wskazanie 0 V pojawia się, gdy oba zaciski woltomierza są w tym samym potencjale (np. miernik jest podłączony do tego samego węzła) albo gdy mierzy spadek na elemencie, na którym w danych warunkach nie ma różnicy potencjałów. Sama przepalona żarówka nie oznacza automatycznie 0 V.
W przybliżeniu dla odbiornika rezystancyjnego można użyć zależności R = U² / P. Dla danych znamionowych daje to rezystancję w warunkach znamionowych. Trzeba pamiętać, że żarówka ma nieliniową charakterystykę (zimne włókno ma mniejszą rezystancję).
Uwzględnia się ją wtedy, gdy zadanie o tym mówi lub gdy analizuje się różnicę między E a napięciem zaciskowym pod obciążeniem. Jeśli źródło jest traktowane jako idealne (częsty model szkolny), napięcie na zaciskach jest stałe i niezależne od zmian obciążenia.
W technice gazownictwa spotyka się zasilanie i pomiary w układach automatyki oraz zabezpieczeń (czujniki, sterowniki, zawory). Umiejętność interpretacji, czy usterka jednego odbiornika zmieni napięcie w punkcie pomiaru, ułatwia diagnostykę i bezpieczne sprawdzanie zasilania.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 46% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Siła elektromotoryczna" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Si%C5%82a_elektromotoryczna (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: "Prawo Ohma" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Ohma (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: "Woltomierz" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Woltomierz (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podręcznik podstaw elektrotechniki (działy: obwody DC, połączenia szeregowe/równoległe, przyrządy pomiarowe)
  • Zadania maturalne/techniczne z analizy obwodów elektrycznych prądu stałego
  • Instrukcje stanowiskowe BHP i procedury pomiarów elektrycznych w obiektach technicznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego