KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2018

PYTANIE NR 34.
W układzie, którego schemat przedstawiono na rysunku, rezystor R1 służy do
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego z kwalifikacji zawodowej dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystor R1 pracujący w szeregu z wejściem transoptora ogranicza prąd płynący przez diodę LED w OK1.
Chroni LED przed przeciążeniem i ustala prąd wejściowy, od którego zależy poprawne wysterowanie części wyjściowej transoptora. Nie ustawia napięcia cewki ani czasu tranzystora.

Pełne wyjaśnienie:

W typowych układach sterowania z użyciem transoptora (optoizolatora) po stronie wejściowej znajduje się dioda LED, która świecąc pobudza element światłoczuły po stronie wyjściowej. Aby LED działała poprawnie i nie uległa uszkodzeniu, jej prąd musi być ograniczony. Tę funkcję realizuje rezystor szeregowy – w tym pytaniu jest to R1.

Odpowiedź "ograniczenia natężenia prądu wejściowego transoptora OK1" jest poprawna, ponieważ prąd LED transoptora zależy od napięcia sterującego i spadku napięcia na diodzie. Bez rezystora (lub przy zbyt małej jego wartości) prąd mógłby przekroczyć dopuszczalne wartości, co prowadzi do przegrzewania i uszkodzenia LED, a w konsekwencji do braku sterowania dalszym stopniem (np. tranzystorem i przekaźnikiem).

Pozostałe odpowiedzi są błędne z typowych powodów:

  • "ustawienia wartości napięcia załączenia cewki K1" – napięcie zadziałania cewki zależy od parametrów przekaźnika i zasilania cewki. Rezystor w torze wejściowym transoptora nie jest elementem służącym do "ustawiania" progu zadziałania cewki (to inna część układu).
  • "regulacji czasu załączania tranzystora T1" – regulacja czasu zwykle wymaga elementu pojemnościowego (RC) lub układu czasowego. Sam rezystor, jeżeli nie tworzy stałej czasowej z pojemnością, nie jest typowym regulatorem opóźnienia załączania.
  • "izolowania optycznego mikrokontrolera SIG od przekaźnika K1" – izolację optyczną realizuje transoptor jako całość (sprzężenie światłem), a nie pojedynczy rezystor. R1 jest elementem pomocniczym zapewniającym prawidłowy prąd LED.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy na schemacie widzisz transoptor, najpierw zidentyfikuj stronę LED. Jeżeli obok LED jest rezystor w szeregu, to niemal zawsze odpowiada za ograniczenie prądu LED i ustawienie poziomu wysterowania. Dopiero potem analizuj stopień tranzystorowy i obciążenie (np. cewkę przekaźnika).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rezystor szeregowy ogranicza prąd płynący przez diodę LED w transoptorze. Dzięki temu LED nie jest przeciążona, a prąd ma wartość zapewniającą poprawne wysterowanie strony wyjściowej. Bez niego łatwo o uszkodzenie LED lub niestabilną pracę układu.
Dioda LED ma nieliniową charakterystykę: po przekroczeniu pewnego napięcia prąd rośnie bardzo szybko. Ograniczenie prądu rezystorem stabilizuje pracę i chroni element. Zbyt duży prąd skraca żywotność, a zbyt mały może nie wysterować wyjścia transoptora.
Najczęściej jest włączony szeregowo z wejściem transoptora (z diodą LED). Na schemacie widać go w tej samej gałęzi co wejściowe piny transoptora. Jeśli nie ma równoległych elementów (np. kondensatora), jego główna rola to ustawienie prądu LED.
Sam rezystor zwykle nie "reguluje czasu". Do opóźnień i kształtowania czasów przełączania stosuje się układy RC (rezystor + kondensator) albo układy czasowe. Rezystor w torze LED transoptora wpływa głównie na prąd i poziom sterowania, a nie na celowe opóźnienie.
Izolacja optyczna to przekazanie sygnału światłem, bez połączenia elektrycznego między stroną sterującą (np. mikrokontroler) a stroną wykonawczą (np. przekaźnik). Realizuje ją transoptor. Dzięki temu zakłócenia i przepięcia z obciążenia mają mniejszą szansę uszkodzić elektronikę sterującą.
Najczęściej prowadzi do zbyt dużego prądu LED i jej przegrzania, a w konsekwencji uszkodzenia transoptora (brak świecenia LED). Układ może przestać sterować przekaźnikiem albo działać losowo. W praktyce serwisowej to częsta usterka po błędnym montażu lub modyfikacji.
Nie bezpośrednio. Rezystor w torze wejściowym transoptora ustala prąd LED i tym samym "siłę" sterowania po stronie wyjściowej. Napięcie zadziałania cewki zależy od zasilania cewki i parametrów samego przekaźnika. To dwa różne obwody funkcjonalne.
Dobór opiera się na napięciu wyjścia mikrokontrolera, spadku napięcia na LED transoptora oraz wymaganym prądzie wejściowym. W praktyce korzysta się z datasheet transoptora (zalecany prąd LED) i weryfikuje, czy port mikrokontrolera może taki prąd dostarczyć bez przekroczenia limitów.
Stosuje się go, gdy trzeba odseparować galwanicznie część sterującą od wykonawczej: przy przekaźnikach, silnikach, wejściach/wyjściach narażonych na zakłócenia, innych poziomach napięć lub ryzyku przepięć. To poprawia odporność EMC i bezpieczeństwo elektroniki sterującej.
Typowe błędy to przypisywanie rezystorowi roli "izolacji" zamiast transoptorowi, mylenie rezystora szeregowego z dzielnikiem napięcia oraz szukanie funkcji czasowej tam, gdzie nie ma kondensatora. Pomaga metoda: najpierw wyznacz gałąź LED transoptora, potem tor tranzystor–przekaźnik.
info

Około 54% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Nie ustawia napięcia cewki ani czasu tranzystora."

Źródła:

  • Vishay, "4N25 Optocoupler" datasheet, section "Input-Output Characteristics" oraz przykładowe układy wejściowe z rezystorem szeregowym
  • onsemi (ON Semiconductor), "4N35 Optocoupler" datasheet, section "Typical Applications" (rezystor ograniczający prąd diody wejściowej)
  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", 3rd Edition, rozdziały dotyczące diod LED w obwodach oraz optoizolatorów (current limiting i zastosowania)

Materiały:

  • Karty katalogowe (datasheet) popularnych transoptorów i ich przykładowe aplikacje
  • Podręcznik podstaw elektroniki (diody, tranzystory, rezystory, przekaźniki)
  • Noty aplikacyjne o separacji galwanicznej w układach sterowania

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego