KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 38.
Wiedząc, że wartość impedancji znamionowej głośników wynosi Z = 8 Ω, oraz częstotliwość graniczna filtrów wynosi fg = 3 kHz, dobierz zgodnie z szeregiem E 12 parametry filtrów do dwudrożnej zwrotnicy zestawu głośnikowego przedstawionego na schemacie.
Ilustracja przedstawia schemat dwudrożnej zwrotnicy głośnikowej, która jest częścią egzaminu kwalifikacyjnego dla technika
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dobór elementów zwrotnicy polega na wyznaczeniu wartości L i C dla zadanej impedancji obciążenia 8 Ω i częstotliwości granicznej 3 kHz, a następnie zaokrągleniu do najbliższych wartości z szeregu E12. Z tego doboru otrzymuje się cewkę 390 µH oraz kondensator 6,8 µF.

Pełne wyjaśnienie:

W dwudrożnej zwrotnicy pasywnej sygnał jest dzielony na dwie gałęzie: dla głośnika niskotonowego (tor dolnoprzepustowy) i dla głośnika wysokotonowego (tor górnoprzepustowy). Przy zadanych danych: impedancja znamionowa głośników Z = 8 Ω oraz częstotliwość graniczna fg = 3 kHz, parametry elementów dobiera się tak, aby punkt podziału pasma wypadł możliwie blisko 3 kHz.

W praktyce egzaminacyjnej kluczowe są dwa kroki:

  • Obliczenie wstępnych wartości elementów z zależności dla danego typu filtru (zgodnie ze schematem zwrotnicy).
  • Dobór katalogowy – zaokrąglenie do wartości preferowanych z szeregu E12, bo takie wartości są typowo dostępne jako elementy handlowe.

Odpowiedź "L = 390 µH; C = 6,8 µF" jest poprawna, ponieważ oba elementy są wartościami z szeregu E12 i jednocześnie stanowią spójny zestaw odpowiadający częstotliwości granicznej około 3 kHz przy obciążeniu 8 Ω (w granicach typowych tolerancji elementów biernych i odchyleń impedancji głośnika od wartości znamionowej).

Pozostałe propozycje są błędne, bo wprowadzają przesunięcie fg wynikające z doboru co najmniej jednego elementu dalej od wartości obliczeniowej: zestaw z "C = 5,6 µF" zwiększa częstotliwość podziału w torze zależnym od pojemności, a zestawy z "L = 470 µH" obniżają częstotliwość w torze zależnym od indukcyjności. W efekcie punkt podziału przestaje odpowiadać założeniu 3 kHz.

Wskazówka na egzamin: zawsze kontroluj jednostki (kHz, µH, µF) i sprawdź, czy oba elementy należą do tego samego szeregu wartości preferowanych. Dopiero na końcu wybieraj najbliższy zestaw, a nie "najbardziej znajomą" liczbę.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Zwrotnica dwudrożna to układ filtrów, który dzieli sygnał audio na dwa zakresy: niższe częstotliwości dla głośnika niskotonowego i wyższe dla wysokotonowego. W wersji pasywnej używa się elementów biernych (np. cewki i kondensatora) bez zasilania.
Impedancja znamionowa 8 Ω to umowna wartość obciążenia, dla której projektuje się filtr. W praktyce impedancja zależy od częstotliwości, ale do obliczeń egzaminacyjnych przyjmuje się wartość znamionową, aby wyznaczyć elementy L i C dla zadanego punktu podziału.
Szereg E12 to zestaw wartości preferowanych, które odpowiadają typowej dostępności elementów w produkcji i handlu. Po obliczeniu teoretycznym rzadko wychodzi "idealna" wartość, więc dobiera się najbliższą z E12, co odzwierciedla realną praktykę montażu i serwisu.
W najprostszych rozwiązaniach spotyka się filtr dolnoprzepustowy dla głośnika niskotonowego (często z cewką w szeregu) oraz filtr górnoprzepustowy dla wysokotonowego (często z kondensatorem w szeregu). Dokładna konfiguracja wynika ze schematu zwrotnicy.
Najczęstszy błąd to pomylenie kHz z Hz oraz µH/µF z mH/mF. Wystarczy jeden zły przedrostek, aby uzyskać wartości różniące się 1000×. Dobra praktyka to zapis f w Hz (np. 3000 Hz) i dopiero potem podstawianie do wzorów.
Nie, impedancja głośnika zmienia się z częstotliwością (rezonans, indukcyjność cewki drgającej, wpływ obudowy). Jednak w zadaniach egzaminacyjnych zwykle przyjmuje się wartość znamionową (np. 8 Ω), aby w prosty sposób obliczyć elementy zwrotnicy.
Po obliczeniu wartości teoretycznych porównuje się je z dobranymi z E12 i ocenia kierunek zmiany: większa cewka zwykle obniża częstotliwość w torze zależnym od L, a mniejszy kondensator zwykle podnosi częstotliwość w torze zależnym od C. To szybka kontrola sensowności.
Zależy od klasy elementu: kondensatory foliowe często mają mniejszą tolerancję niż elektrolityczne, a cewki mogą różnić się indukcyjnością w zależności od rdzenia i sposobu nawinięcia. Na egzaminie przyjmuje się zwykle wartości nominalne, a dobór do E12 uwzględnia praktyczne odchylenia.
To typowe wartości z szeregu E12, które leżą blisko siebie i są realistycznymi zamiennikami w praktyce. Zadanie sprawdza, czy potrafisz nie tylko policzyć, ale też dobrać najbliższą wartość handlową oraz przewidzieć, w którą stronę przesunie się częstotliwość graniczna.
Ćwicz: (1) rozpoznawanie typu filtru z prostego schematu, (2) przeliczanie jednostek, (3) dobór wartości z E12 oraz (4) szybkie sprawdzanie kierunku zmian fg przy zmianie L lub C. Pomaga też rozwiązywanie wielu wariantów z tym samym Z, ale różnym fg.
info

Statystycznie 66% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dobór elementów zwrotnicy polega na wyznaczeniu wartości L i C dla zadanej impedancji obciążenia 8 Ω i częstotliwości granicznej 3 kHz, a następnie zaokrągleniu do najbliższych wartości z szeregu E12.

Źródła:

  • IEC 60063:2015, "Preferred number series for resistors and capacitors" (szeregi wartości preferowanych E, w tym E12).

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw elektroniki: filtry pasywne i elementy RLC
  • Noty aplikacyjne producentów elementów biernych dotyczące szeregów E (E6/E12/E24)
  • Materiały dydaktyczne z elektroakustyki: zwrotnice głośnikowe i podział pasma

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego