Test ELM.02 — zestaw 13

Dlaczego tak

Mostek Wheatstone'a to dwa dzielniki napięcia zasilane z tego samego źródła; wskaźnik zera łączy ich punkty środkowe i wskazuje zero, gdy mostek jest zrównoważony (R1/R2 = R3/Rx). Galwanometr szeregowo ze źródłem lub z mierzonym rezystorem mierzyłby prąd, a równolegle do źródła — napięcie zasilania, nie stan równowagi.

Dlaczego tak

Dopasowanie energetyczne występuje, gdy rezystancja obciążenia równa się rezystancji wyjściowej (wewnętrznej) — wtedy moc przekazana do obciążenia jest maksymalna, choć sprawność wynosi 50%. W stanie jałowym wyjście jest rozwarte (prąd wyjściowy zero), w stanie zwarcia — zwarte (napięcie wyjściowe zero), a nasycenie dotyczy elementów aktywnych, nie stanu czwórnika.

Dlaczego tak

W dzielniku nieobciążonym Uwy/Uwe = R2/(R1 + R2), więc R1 = R2·(Uwe − Uwy)/Uwy = 10 kΩ·7/5 = 14 kΩ (prąd 0,5 mA, spadek na R1 równy 7 V). 7 kΩ to wynik przy pominięciu stosunku napięć, 24 kΩ — przy pomyleniu wyjścia z wejściem, a 4,2 kΩ — przy odwróceniu proporcji (10·5/12).

Dlaczego tak

Dwa kondensatory 5 µF równolegle dają 10 µF, a 10 µF szeregowo z 10 µF — 10·10/20 = 5 µF. Wszystkie równolegle dają 20 µF, wszystkie szeregowo: 1/C = 1/10 + 1/5 + 1/5 = 0,5, czyli 2 µF, a 10 µF równolegle z 2,5 µF (dwa po 5 µF szeregowo) daje 12,5 µF.

Dlaczego tak

W pomiarze bezpośrednim wartość wielkości mierzonej odczytuje się wprost z przyrządu przeznaczonego do jej pomiaru — woltomierz wskazuje napięcie. Wyznaczenie rezystancji z U i I, mocy z iloczynu U·I czy pojemności ze stałej czasowej to pomiary pośrednie, w których szukaną wartość oblicza się z innych zmierzonych wielkości.

Dlaczego tak

Z prawa Ohma I = U/R = 0,25 V/0,1 Ω = 2,5 A. 0,025 A to wynik mnożenia U·R zamiast dzielenia, 25 A — błąd o rząd wielkości przy dzieleniu przez 0,01, a 0,4 A to odwrócony iloraz (R/U). Przy tak dużym prądzie warto też sprawdzić moc rezystora: P = I²R = 0,625 W.

Dlaczego tak

ESR to rezystancja wewnętrzna kondensatora; w zasilaczach impulsowych płynie przez nie prąd tętnień o wysokiej częstotliwości, więc duża ESR powoduje nagrzewanie i wzrost tętnień. W miarę wysychania elektrolitu ESR rośnie, dlatego pomiar ESR jest podstawą diagnostyki. Kolor, masa i średnica wyprowadzeń nie opisują właściwości elektrycznych elementu.

Dlaczego tak

Przerzutnik astabilny nie ma stanu stabilnego — przechodzi cyklicznie między stanami, a czasy zależą od elementów RC, więc generuje ciągły przebieg prostokątny bez zewnętrznego wyzwalania. Jeden impuls po wyzwoleniu wytwarza przerzutnik monostabilny, a zapamiętywanie stanu jest cechą przerzutników bistabilnych (np. D).

Dlaczego tak

Sygnał na wejściu odwracającym i ujemne sprzężenie zwrotne przez rezystor między wyjściem a tym wejściem tworzą wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu −R2/R1 (sygnał wyjściowy jest odwrócony w fazie). Wtórnik ma sygnał na wejściu nieodwracającym i wyjście połączone bezpośrednio z wejściem odwracającym, komparator pracuje bez sprzężenia zwrotnego, a generator wymaga dodatkowego obwodu selektywnego.

Dlaczego tak

Dla A = 1 negacja Ā = 0, więc Y = 0·1 = 0. Stan 1 wystąpiłby tylko dla A = 0 i B = 1. Układ kombinacyjny złożony z bramek nie ma pamięci, więc wyjście nie zależy od poprzednich stanów, a dla ustalonych poziomów wejściowych jest zawsze określone.

Dlaczego tak

Wyrażenie A·B̄ + Ā·B to suma modulo 2 (alternatywa wykluczająca) — wyjście ma stan 1, gdy wejścia się różnią, co realizuje bramka EX-OR. EX-NOR daje funkcję odwrotną (1 przy jednakowych wejściach), a NAND i NOR nie realizują tej funkcji w pojedynczej bramce.

Dlaczego tak

Dla wejść TTL stan niski to napięcie do 0,8 V, a stan wysoki — od 2,0 V; wartości pośrednie, jak 1,5 V, nie dają pewności, jak bramka je zinterpretuje, i wskazują np. na słabe wysterowanie lub zakłócenia. Napięcie 1,5 V nie świadczy samo w sobie o uszkodzeniu zasilania bramki.

Dlaczego tak

Okres T = 4 dz·0,5 µs/dz = 2 µs, a częstotliwość f = 1/T = 1/(2·10⁻⁶ s) = 500 000 Hz = 500 kHz. 2 MHz to odwrotność 0,5 µs (jednej działki), 5 MHz i 200 kHz wynikają z błędów w przeliczaniu mikrosekund lub mnożeniu przez liczbę działek.

Dlaczego tak

Bramka EX-OR daje 1 tylko wtedy, gdy wejścia są różne: (0,0) → 0, (0,1) → 1, (1,1) → 0, (1,0) → 1. Sekwencja 0, 1, 1, 1 odpowiada bramce OR, 1, 0, 1, 0 — bramce EX-NOR, a 0, 0, 1, 0 — bramce AND.

Dlaczego tak

Formaty serii A powstają przez kolejne dzielenie na pół formatu A0 (841 × 1189 mm, powierzchnia 1 m²); A4 ma wymiary 210 × 297 mm. 297 × 420 mm to A3, 148 × 210 mm to A5, a 420 × 594 mm to A2 — każdy kolejny mniejszy format ma połowę powierzchni poprzedniego.

Dlaczego tak

W rysunku technicznym maszynowym podstawową jednostką wymiarów liniowych są milimetry i nie zapisuje się jej przy liczbach; inna jednostka musiałaby zostać wyraźnie podana. Centymetry i metry stosuje się np. w rysunku budowlanym, a cale w dokumentacji według norm anglosaskich.

Dlaczego tak

Oznaczenie referencyjne (litera rodzaju elementu i numer) pozwala powiązać symbol ze specyfikacją (BOM) i nadrukiem na płytce, a wartość lub typ (np. 10 kΩ, BC547) określa, jaki element zastosować. Cena, dostawca, kolor czy data zakupu nie są częścią schematu ideowego.

Dlaczego tak

Wspólny raster sprawia, że złącza i elementy różnych producentów pasują do tych samych otworów w płytce — to zamienność i kompatybilność, jeden z podstawowych celów normalizacji. Normalizacja nie ustala cen, nie ogranicza konkurencji (raczej ją ułatwia) i nie służy ochronie tajemnic handlowych.

Dlaczego tak

Przedrostek IEC oznacza normę międzynarodową wydaną przez International Electrotechnical Commission (tu: kody oznaczania rezystorów i kondensatorów). Norma europejska miałaby oznaczenie EN, a polska — PN lub PN-EN; normy zakładowe mają oznaczenia nadawane przez producenta.

Dlaczego tak

Producent potwierdza spełnienie wymagań dyrektyw (np. LVD, EMC, RoHS) deklaracją zgodności UE i oznaczeniem CE; w deklaracji wymienia też zastosowane normy zharmonizowane. Wygląd, zapewnienia sprzedawcy i cena nie są dowodem zgodności z wymaganiami bezpieczeństwa.

Dlaczego tak

Seria 78xx to stabilizatory napięcia dodatniego, gdzie xx oznacza napięcie wyjściowe (05 — 5 V), a litera L wersję małej mocy w obudowie TO-92 (ok. 100 mA). Diody Zenera mają dwa wyprowadzenia, tranzystory mocy — większe obudowy (np. TO-220), a „78” w oznaczeniu nie jest napięciem w woltach.

Dlaczego tak

Dławik wspólnego trybu ma dwa uzwojenia nawinięte tak, że prąd roboczy (różnicowy) nie magnesuje rdzenia, a zakłócenia płynące w obu przewodach w tym samym kierunku napotykają dużą impedancję — ogranicza to emisję zakłóceń do sieci i wnikanie zakłóceń z sieci. Dławik nie prostuje napięcia (robi to mostek diodowy), nie podnosi napięcia i nie mierzy prądu.

Dlaczego tak

Zamiennik musi mieć tę samą pojemność, napięcie znamionowe nie mniejsze niż wymagane (35 V ≥ 25 V), temperaturę pracy co najmniej 105 °C i pasujący raster wyprowadzeń. Kondensator 16 V ma za niskie napięcie, wersja 85 °C ma krótszą trwałość w wyższej temperaturze i inny raster, a obudowa SMD nie pasuje do montażu przewlekanego.

Dlaczego tak

Elementy posegregowane według pozycji z BOM w opisanych przegródkach (najlepiej w kolejności montażu — od najniższych) ograniczają pomyłki i przyspieszają pracę. Wymieszanie elementów grozi zamianą wartości (np. rezystorów o podobnych paskach), a przechowywanie luzem bez opisu utrudnia identyfikację i sprzyja zgubieniu części.

Dlaczego tak

Elementy SMD (np. rezystory i kondensatory 0603) zwykle nie mają nadruku wartości, więc po wysypaniu z taśmy nie da się ich zidentyfikować; dlatego trzyma się je w opisanych taśmach lub szpulach, w opakowaniach antystatycznych. Zwykłe woreczki foliowe elektryzują się, a magnes nie trzyma wielu elementów i może uszkodzić niektóre z nich.

Dlaczego tak

Gorące powietrze nagrzewa jednocześnie wszystkie wyprowadzenia, a topnik poprawia przepływ ciepła — po roztopieniu lutu układ zdejmuje się pęsetą lub przyssawką, nie odrywając pól. Lutownica transformatorowa ma zbyt duży i niekontrolowany grot, przecinak i nóż niszczą płytkę, a odsysanie każdego wyprowadzenia osobno jest przy obudowie QFP praktycznie niewykonalne.

Dlaczego tak

Stary lut bywa utleniony i słabo przyjmuje ciepło; świeży lut z topnikiem tworzy dobry kontakt cieplny z grotem i ułatwia całkowite stopienie połączenia, a jeśli dodany lut ma niższą temperaturę topnienia, dodatkowo ją obniża. Dzięki temu odsysacz usuwa lut za pierwszym razem, bez przegrzewania pola. Świeży lut nie przykleja elementu na stałe, a mechanizm odsysacza działa niezależnie od lutu.

Dlaczego tak

Grot o otworze nieco większym od wyprowadzenia nasuwa się na nie, równomiernie nagrzewa pole i pozwala zassać cały lut z otworu metalizowanego. Zbyt mały otwór nie obejmie wyprowadzenia, a zbyt duży nie zapewni dobrego kontaktu cieplnego i będzie zasysał powietrze zamiast lutu.

Dlaczego tak

Dokumentacja powykonawcza musi odzwierciedlać rzeczywisty stan urządzenia — zastosowany zamiennik wraz z pozycją (np. Q3), typem, podstawą zmiany i datą umożliwia późniejszy serwis i analizę ewentualnych usterek. Brak wpisu powoduje rozbieżność dokumentacji z wyrobem, a nietrwałe notatki na marginesie łatwo przeoczyć lub zgubić.

Dlaczego tak

3% z 3,30 V to ok. 0,10 V, więc dopuszczalny zakres wynosi ok. 3,20–3,40 V; zmierzone 3,18 V jest poniżej dolnej granicy. Zakres 3,27–3,33 V odpowiada tolerancji ±1%, a 3,00–3,60 V — ok. ±9%; ocena „tylko 0,12 V różnicy” pomija przeliczenie procentów na wolty.

Dlaczego tak

Rzetelna karta kontroli pozwala śledzić jakość: identyfikuje wyrób, opisuje wadę (rodzaj, lokalizacja), sposób naprawy i wynik ponownej kontroli, a dane te służą do analizy powtarzających się błędów montażu. Sam podpis lub ogólnik nie wystarczy, a pominięcie wpisu ukrywa informacje o procesie.

Dlaczego tak

Identyfikowalność części pozwala szybko ustalić, które naprawione urządzenia zawierają elementy z wadliwej partii, i podjąć działania (np. akcję serwisową). Nie ma to związku z ceną naprawy ani wymaganiami podatkowymi i dotyczy wszystkich rodzajów elementów, nie tylko pasywnych.

Dlaczego tak

Symulatory SPICE obliczają napięcia węzłów względem węzła odniesienia — schemat bez masy (lub z fragmentem „wiszącym” bez połączenia z masą) daje błąd analizy. Źródła zasilania są niezbędne, elementy muszą mieć podane wartości, a program nie poprawia błędów połączeń za użytkownika.

Dlaczego tak

Analiza DC sweep zmienia wartość źródła napięcia stałego w zadanym zakresie i dla każdej wartości oblicza punkt pracy — wynikiem jest zależność I(U) diody. Analiza transient pokazuje przebiegi w czasie, analiza AC — odpowiedź małosygnałową w funkcji częstotliwości, a analiza szumów — widmo szumów.

Dlaczego tak

Częstotliwości graniczne definiuje się dla spadku wzmocnienia o 3 dB, co odpowiada zmniejszeniu napięcia wyjściowego do ok. 0,707 wartości w paśmie (mocy do połowy). Spadek o 1 dB bywa używany przy innych specyfikacjach, a 10 i 20 dB oznaczają znacznie większe tłumienie (ok. 0,32 i 0,1 napięcia).

Dlaczego tak

Kondensatory filtru w zasilaczach sieciowych mogą długo utrzymywać napięcie ponad 300 V, więc przed dotknięciem płytki trzeba je rozładować i sprawdzić brak napięcia; dokumentacja połączeń ułatwia późniejszy montaż. Chwytanie za kondensatory grozi porażeniem, przecinanie przewodów utrudnia ponowne złożenie, a woda może spowodować zwarcia i korozję.

Dlaczego tak

Pinceta grzewcza nagrzewa oba końce małego elementu jednocześnie i od razu go chwyta, co minimalizuje czas grzania i ryzyko oderwania pól. Odsysacz słabo radzi sobie z tak małymi połączeniami, lutownica transformatorowa ma zbyt duży grot i niekontrolowaną temperaturę, a szczypce mogą oderwać pola razem z elementem.

Dlaczego tak

Elementy pasywne mechaniczne, takie jak radiatory i złącza w dobrym stanie, nie zużywają się elektrycznie i mogą być bezpiecznie użyte ponownie po oględzinach. Stare kondensatory elektrolityczne tracą pojemność i mają podwyższone ESR, układ z osłabionymi wyprowadzeniami może się uszkodzić przy montażu, a przekaźnik z wypalonymi stykami ma zwiększoną rezystancję zestyku.

Dlaczego tak

Oznaczenie tworzywa (ABS — akrylonitryl-butadien-styren) ułatwia jego selektywną zbiórkę i przetworzenie; obudowy oddziela się od płytek, kabli i metali, które trafiają do innych strumieni recyklingu. Wrzucanie do odpadów zmieszanych uniemożliwia odzysk, spalanie poza instalacją termicznego przekształcania odpadów jest niedozwolone, a obudowy nie są odpadem niebezpiecznym jak akumulatory.

Dlaczego tak

RJ45 to złącze modularne 8-stykowe stosowane w okablowaniu strukturalnym (skrętka); zapis 2×RJ45 oznacza gniazdo podwójne. Gniazda 230 V oznacza się innymi symbolami, gniazda antenowe — opisem TV, R, SAT, a przycisk dzwonkowy ma odrębny symbol.