KWALIFIKACJA INF9 - CZERWIEC 2018

PYTANIE NR 29.
Zgodnie z oscylogramem przebiegu napięcia na wyjściu zasilacza prądu stałego o nominalnym napięciu wyjściowym 12 V współczynnik tętnień wynosi około
Ilustracja przedstawia oscylogram napięcia na wyjściu zasilacza prądu stałego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik tętnień opisuje, jak duża jest składowa zmienna napięcia wyjściowego w stosunku do składowej stałej (tu 12 V). Z oscylogramu odczytuje się wielkość tętnień i przelicza na procent względem 12 V. Dla bardzo małych tętnień wynik jest poniżej 1%, stąd wybór 0,7%.

Pełne wyjaśnienie:

W zasilaczu prądu stałego napięcie wyjściowe nie jest idealnie stałe: na składową stałą (DC) nakłada się składowa zmienna (AC), nazywana tętnieniami. Współczynnik tętnień (ripple factor) jest miarą "ile AC jest w DC" i zwykle podaje się go w procentach.

Typowa idea obliczeń jest następująca:

  • najpierw identyfikuje się wartość napięcia stałego (w treści: nominalnie 12 V),
  • następnie z oscylogramu odczytuje się wielkość tętnień (w zależności od przyjętej definicji: wartość skuteczna składowej zmiennej albo amplituda szczyt-szczyt),
  • na końcu przelicza się tętnienia na procent w odniesieniu do 12 V.

Odpowiedź "0,7%" odpowiada sytuacji, w której tętnienia są wyraźnie mniejsze niż 1% napięcia stałego, czyli mamy do czynienia z dość dobrze wygładzonym/stabilizowanym napięciem.

Pozostałe wartości są typowymi dystraktorami wynikającymi z częstych pomyłek:

  • "1,2%" i "1,5%" mogą wyjść, gdy błędnie odczyta się amplitudę z podziałki (np. o 1 działkę), gdy pomyli się mV z V, albo gdy użyje się niezgodnej definicji (p-p zamiast RMS albo odwrotnie).
  • "6,0%" sugeruje bardzo duże tętnienia (słaba filtracja, uszkodzony kondensator, za duże obciążenie). Taki wynik zwykle byłby widoczny jako wyraźna "fala" na napięciu wyjściowym i w praktyce mógłby powodować niestabilną pracę urządzeń.

Wskazówka egzaminacyjna: przed obliczeniem zawsze ustal, czy w zadaniu chodzi o tętnienia mierzone jako RMS składowej zmiennej czy jako wartość szczyt-szczyt, a następnie konsekwentnie trzymaj się jednej definicji i poprawnie przelicz jednostki z podziałki oscyloskopu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To miara, jak duża jest składowa zmienna (tętnienia) na wyjściu zasilacza w porównaniu do składowej stałej 12 V. Najczęściej wyraża się go w procentach, aby szybko ocenić jakość wygładzania i stabilizacji napięcia.
Najpierw odczytaj ustawienia skali pionowej (V/div) i określ, ile działek zajmuje przebieg tętnień. Potem przelicz to na wolty (np. amplitudę p-p lub wartość skuteczną, zależnie od definicji w zadaniu) i porównaj z napięciem stałym.
W praktyce liczysz stosunek "wielkości tętnień" do napięcia stałego i mnożysz przez 100%. Kluczowe jest, aby użyć tej samej definicji tętnień, której oczekuje zadanie (RMS składowej AC albo p-p), i poprawnie przeliczyć jednostki.
Bo oscyloskop domyślnie pokazuje amplitudę przebiegu (często p-p), a wiele definicji współczynnika tętnień odnosi się do wartości skutecznej składowej zmiennej. Bez doprecyzowania łatwo podstawić "to, co widać" zamiast "to, co trzeba policzyć".
To zwykle oznacza niewielkie tętnienia w stosunku do 12 V, czyli poprawnie działające prostowanie i filtracja (a często także stabilizacja). W wielu zastosowaniach telekomunikacyjnych mniejsze tętnienia zmniejszają ryzyko zakłóceń i resetów urządzeń.
Najczęściej: układ prostowniczy, kondensatory filtrujące oraz stabilizator/przetwornica. Spadek pojemności kondensatorów (starzenie) lub zbyt duże obciążenie zwiększają tętnienia, co można zauważyć na oscylogramie jako większą "falę" na napięciu.
Gdy rośnie pobór prądu (większe obciążenie), gdy przewody są długie i mają spadki napięcia, albo gdy dołącza się odbiorniki impulsowe generujące zakłócenia. W telekomunikacji warto mierzyć ripple przy typowym obciążeniu urządzenia.
Typowe przyczyny to zbyt długa masa sondy (zbiera zakłócenia), zła konfiguracja pasma pomiarowego, brak właściwego sprzężenia wejścia oraz pomiar w miejscu o dużych zakłóceniach. W efekcie mierzysz nie tylko ripple, ale też szum i impulsy.
Bo mogą powodować niestabilną pracę układów cyfrowych (reset, błędy transmisji), wzrost poziomu szumów i podatność na zakłócenia. Stabilne zasilanie jest podstawą poprawnej pracy torów telekomunikacyjnych i urządzeń abonenckich.
Przećwicz: odczyt skali z oscylogramu, przeliczenia mV↔V, interpretację p-p i RMS oraz wpływ obciążenia na ripple. Dobrze działa nauka na krótkich zestawach zadań, gdzie dla różnych przebiegów liczysz procent tętnień względem napięcia DC.
info

Statystycznie 27% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Współczynnik tętnień opisuje, jak duża jest składowa zmienna napięcia wyjściowego w stosunku do składowej stałej (tu 12 V)."

Źródła:

  • Wikipedia: "Ripple (electronics)" – definicja tętnień i powiązane miary, https://en.wikipedia.org/wiki/Ripple_(electronics) - dostęp 2026-03-02
  • All About Circuits: "Ripple Factor" (Electronic Filters / Power Supplies) – omówienie pojęcia i interpretacji, https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-9/ripple-factor/ - dostęp 2026-03-02
  • Tektronix (materiały aplikacyjne): "How to Measure Power Supply Ripple and Switching Noise" (nota o pomiarach ripple/noise oscyloskopem), https://www.tek.com/en/documents/application-note/how-to-measure-power-supply-ripple-and-switching-noise - dostęp 2026-03-02

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektroniki: prostowniki, filtry, stabilizatory
  • Instrukcje i noty aplikacyjne producentów oscyloskopów dotyczące pomiaru ripple/noise
  • Materiały szkoleniowe z pomiarów elektrycznych (RMS, p-p, składowa stała/zmienna)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego