KWALIFIKACJA ELM2 - TEST WIEDZY NR 9

PYTANIE NR 8.
Załóż, że mamy do czynienia z prądem o przebiegu sinusoidalnym o wartości skutecznej 5A. Oblicz wartość maksymalną tego prądu.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla przebiegu sinusoidalnego wartość maksymalna (amplituda) jest większa od skutecznej o czynnik √2:
Imax = Irms · √2.
Podstawiając Irms = 5 A otrzymujemy Imax = 5·1,414… ≈ 7,07 A. Pozostałe wartości wynikają z błędnego użycia dzielenia/mnożenia przez 2 lub pomylenia pojęć.

Pełne wyjaśnienie:

W przebiegu sinusoidalnym prąd chwilowy zmienia się w czasie zgodnie z funkcją sinusa: i(t) = Imax·sin(ωt). W praktyce pomiarowej i obliczeniowej bardzo często podaje się wartość skuteczną (RMS), ponieważ odpowiada ona takiemu prądowi stałemu, który wywołałby taki sam efekt cieplny w rezystorze.

Dla idealnego sinusa zachodzi stała zależność między amplitudą (wartością maksymalną) a RMS:

Irms = Imax / √2, czyli równoważnie Imax = Irms · √2.

W zadaniu podano Irms = 5 A, więc:

Imax = 5 A · √2 ≈ 5 · 1,4142 = 7,071 A

Po zaokrągleniu do dwóch miejsc po przecinku dostajemy 7,07 A.

Dlaczego pozostałe propozycje są niepoprawne?

  • 3,54 A zwykle pojawia się po błędnym podzieleniu 5 A przez √2 (albo przez 1,414), co odwraca prawidłową zależność.
  • 5 A to wartość skuteczna, a nie maksymalna; amplituda sinusa musi być większa od RMS.
  • 10 A sugeruje mylenie amplitudy z wartością międzyszczytową (2·Imax) albo przypadkowe mnożenie przez 2.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli w treści jest "wartość skuteczna" i "sinus", niemal zawsze w tle jest czynnik √2. Warto zapamiętać parę: RMS ≈ 0,707·Imax oraz Imax ≈ 1,414·RMS.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wartość skuteczna (RMS) to taka wartość prądu przemiennego, która daje ten sam efekt cieplny w rezystorze jak prąd stały o tej samej wartości. Dlatego mierniki i obliczenia energetyczne dla AC najczęściej posługują się RMS, a nie amplitudą.
Dla idealnego sinusa obowiązuje stała zależność: Imax = Irms · √2. W praktyce można użyć przybliżenia √2 ≈ 1,414. To przeliczenie jest niezależne od częstotliwości – wynika z kształtu sinusa.
Współczynnik √2 wynika z definicji RMS jako pierwiastka ze średniej wartości kwadratu przebiegu. Dla sinusa średnia z sin² po okresie wynosi 1/2, więc RMS = Imax·√(1/2) = Imax/√2, a stąd Imax = Irms·√2.
Najczęstsze pomyłki to: odwrócenie wzoru (dzielenie zamiast mnożenia przez √2), zastąpienie √2 liczbą 2 oraz przyjęcie, że Irms = Imax. Błędy biorą się zwykle z mieszania pojęć "skuteczna", "szczytowa" i "międzyszczytowa".
Tak, w kontekście sinusa "wartość maksymalna" oznacza amplitudę, czyli największą wartość chwilową dodatnią. Nie należy jej mylić z wartością międzyszczytową (peak-to-peak), która dla sinusa wynosi 2·Imax.
Prąd maksymalny jest kluczowy przy ocenie chwilowych przeciążeń: dopuszczalnych prądów diod w prostownikach, prądów impulsowych kondensatorów, nasycenia rdzeni, czy obciążalności ścieżek i złączy. RMS częściej służy do strat mocy i nagrzewania.
Oscyloskop zwykle pozwala odczytać wartości chwilowe i szczytowe (np. amplitudę lub międzyszczytową). Typowy miernik podaje RMS (czasem tylko dla sinusa, czasem True RMS). Dlatego te same sygnały mogą mieć różne liczby na przyrządach.
Nie. Współczynnik √2 dotyczy tylko idealnego sinusa. Dla prostokąta, trójkąta lub przebiegów odkształconych relacja między RMS a wartością maksymalną jest inna i wynika z konkretnego kształtu. Wtedy nie wolno automatycznie używać √2.
Zapamiętaj, że √2 ≈ 1,414, czyli Imax jest o ok. 41% większe od RMS. Dla 5 A: 5·1,4 ≈ 7,0 A (dokładniej 7,07 A). Takie przybliżenie często wystarcza do wstępnego doboru elementów.
Warto przećwiczyć: przeliczenia RMS↔amplituda, zależności dla mocy w rezystorze, podstawy pomiarów (miernik/oscyloskop) oraz typowe zadania z prostownikami. Pomaga też własna "karta wzorów" z kilkoma stałymi (√2, 0,707) i przykładami.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 64% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dla przebiegu sinusoidalnego wartość maksymalna (amplituda) jest większa od skutecznej o czynnik √2:Imax = Irms · √2.Podstawiając Irms = 5 A otrzymujemy Imax = 5·1,414… ≈ 7,07 A.

Źródła:

  • Wikipedia: Root mean square – sekcja o sinusoidzie i zależności RMS/peak, https://en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia: Alternating current – omówienie wielkości skutecznej i szczytowej w AC, https://en.wikipedia.org/wiki/Alternating_current (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: artykuły edukacyjne o RMS i wartościach szczytowych przebiegów sinusoidalnych, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/ (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik z elektrotechniki/teorii obwodów: rozdział o przebiegach sinusoidalnych i wartościach RMS
  • Karty wzorów (ściąga) do AC: zależności między wartościami szczytowymi, międzyszczytowymi i skutecznymi
  • Ćwiczenia rachunkowe z przeliczania parametrów sinusa (U, I) w zadaniach maturalnych/technicznych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego