Układ jest typowym kluczem tranzystorowym sterującym cewką przekaźnika. Tranzystor NPN pracuje w dwóch stanach: zatkania (nie przewodzi) i nasycenia (przewodzi "na zwarcie" w torze kolektor–emiter). Rezystor R ogranicza prąd bazy, a dioda równoległa do cewki zabezpiecza układ przed przepięciem indukcyjnym przy wyłączaniu.
W stanie poprawnego załączenia, gdy na wejściu jest U1=12 V, przez R płynie prąd do bazy. Złącze baza–emiter zachowuje się jak dioda krzemowa, więc napięcie na bazie względem masy (U2) powinno wynosić około 0,7 V, a nie 12 V. Jednocześnie tranzystor w nasyceniu "ściąga" kolektor w dół: napięcie na kolektorze względem masy (U3) jest wtedy małe (bliskie 0 V), bo większość napięcia odkłada się na cewce przekaźnika.
Wynik pomiarów U1=U2=U3=12 V oznacza, że w żadnym punkcie nie widać spodziewanych spadków napięcia charakterystycznych dla przewodzącego tranzystora:
- U2=12 V wskazuje, że złącze baza–emiter nie przewodzi (brak typowego spadku ok. 0,7 V), czyli nie płynie prąd bazy.
- U3=12 V oznacza, że kolektor nie jest zwierany do masy przez tranzystor, więc prąd cewki przekaźnika nie płynie (przekaźnik nie może zadziałać).
Taki zestaw napięć jest spójny z usterką typu przerwa/wewnętrzne uszkodzenie tranzystora T (brak przewodzenia w torze B-E i C-E). Dlatego odpowiedź "uszkodzony jest tranzystor T." jest poprawna.
Pozostałe odpowiedzi są niezgodne z obserwacjami pomiarowymi:
- "uszkodzony jest rezystor R." – przy typowej przerwie R baza nie jest poprawnie zasilana prądem, ale napięcie U2 nie musi utrzymywać się równo na poziomie 12 V; kluczową wskazówką w tym zadaniu jest jednoczesne U2=12 V (brak przewodzenia B-E) i U3=12 V (brak ściągania kolektora), co kieruje diagnozę na tranzystor.
- "uszkodzony jest przekaźnik PK." – uszkodzenie cewki lub styków przekaźnika nie powoduje, że baza tranzystora ma 12 V zamiast ok. 0,7 V; napięcie U2 dotyczy sterowania tranzystora, a nie stanu mechanicznego styków.
- "wszystkie elementy działają poprawnie." – w sprawnym układzie wartości U2 i U3 byłyby wyraźnie inne od 12 V (odpowiednio około 0,7 V i blisko 0 V), więc pomiary przeczą poprawnej pracy klucza.
Wskazówka egzaminacyjna: w kluczach BJT najpierw oceniaj U2 (czy złącze B-E przewodzi), a dopiero potem U3 (czy kolektor jest ściągany do masy). To zwykle najszybciej prowadzi do poprawnej diagnozy.
