Test ELM.05 — zestaw 17

Dlaczego tak

Watomierz wskazuje moc wprost na swojej skali, więc jest to pomiar bezpośredni. Rezystancję obliczono z prawa Ohma na podstawie dwóch innych zmierzonych wielkości, co jest istotą pomiaru pośredniego. Łatwo się pomylić, bo watomierz wewnętrznie wykorzystuje napięcie i prąd, ale o rodzaju pomiaru decyduje to, czy wynik odczytuje się wprost, czy oblicza.

Dlaczego tak

Spadek napięcia pod obciążeniem powstaje na rezystancji wewnętrznej: r = (12,6 V − 12,1 V) / 5 A = 0,5 V / 5 A = 0,1 Ω. Wynik 2,42 Ω to rezystancja obciążenia (12,1 V / 5 A), a nie źródła. Wynik 0,5 Ω powstaje, gdy różnicę napięć w woltach poda się jako rezystancję, zapominając podzielić ją przez prąd.

Dlaczego tak

Straty przewodzenia tranzystora MOSFET oblicza się ze wzoru P = I² · R_DS(on) = 16 A² · 0,05 Ω = 0,8 W. Wynik 0,2 W powstaje, gdy pomnoży się prąd przez rezystancję (to spadek napięcia w woltach, a nie moc). Parametr R_DS(on) jest jednym z najważniejszych przy doborze tranzystora do klucza, bo decyduje o jego nagrzewaniu się.

Dlaczego tak

Transil bardzo szybko przechodzi w stan przewodzenia po przekroczeniu napięcia przebicia i pochłania energię impulsu przepięciowego, chroniąc układ. Choć działa podobnie do diody Zenera, nie jest przeznaczony do ciągłej stabilizacji napięcia – jest zoptymalizowany do dużych mocy impulsowych. Przestrajanie obwodu napięciem to zastosowanie warikapu, a prostowanie – zwykłych diod prostowniczych.

Dlaczego tak

Charakterystyka zaporowa diody Zenera po przekroczeniu napięcia przebicia jest niemal pionowa: duże zmiany prądu odpowiadają bardzo małym zmianom napięcia. Ta właściwość jest podstawą działania stabilizatora parametrycznego. Liniowy wzrost prądu zgodnie z prawem Ohma dotyczy rezystora, a nie złącza półprzewodnikowego w stanie przebicia.

Dlaczego tak

Układy serii 79xx to stabilizatory napięć ujemnych, a dwie ostatnie cyfry oznaczają napięcie wyjściowe, więc 7905 daje −5 V. Stabilizatorem +5 V jest układ 7805 z serii 78xx, z którym łatwo go pomylić. Regulowany stabilizator 1,2–37 V to LM317, a podwójne wzmacniacze operacyjne mają osiem wyprowadzeń, a nie trzy.

Dlaczego tak

Dla wzmacniacza z kompensacją częstotliwościową iloczyn wzmocnienia i pasma jest stały, więc pasmo B = GBW / k = 1 MHz / 20 = 50 kHz. Wynik 20 MHz powstaje przy mnożeniu zamiast dzielenia, a 1 MHz to pasmo przy wzmocnieniu równym 1, czyli we wtórniku. Im większe wzmocnienie ustawimy, tym węższe będzie pasmo układu.

Dlaczego tak

Sterownik PWM leży po stronie pierwotnej, połączonej galwanicznie z siecią, a napięcie wyjściowe – po stronie wtórnej, która musi być od niej odizolowana. Transoptor przenosi sygnał błędu światłem, więc zachowuje izolację galwaniczną wymaganą dla bezpieczeństwa użytkownika. Ograniczanie prądu udarowego realizuje termistor NTC, a filtrowanie tętnień – kondensatory.

Dlaczego tak

W obszarze nasycenia oba złącza tranzystora są spolaryzowane w kierunku przewodzenia, napięcie U_CE spada do ok. 0,1–0,3 V, a prąd kolektora jest ograniczony przez obwód zewnętrzny, a nie przez prąd bazy. W obszarze aktywnym prąd kolektora jest proporcjonalny do prądu bazy, co tu nie zachodzi. W obszarze odcięcia prąd kolektora jest bliski zeru, a U_CE bliskie napięciu zasilania.

Dlaczego tak

Przez rezystor szeregowy płynie suma prądu obciążenia i prądu diody, czyli 30 mA, a odkłada się na nim 12 V − 5,6 V = 6,4 V, więc R = 6,4 V / 0,03 A ≈ 213 Ω. Wynik 320 Ω pomija prąd diody Zenera – przy maksymalnym obciążeniu dioda przestałaby wtedy stabilizować. Wynik 400 Ω powstaje, gdy całe napięcie zasilania podzieli się przez prąd.

Dlaczego tak

Rezystor regulowany i rezystancja wejściowa wzmacniacza tworzą dzielnik napięcia; gdy na wejściu jest połowa napięcia generatora, oba ramiona dzielnika mają równe rezystancje. Wystarczy więc odczytać nastawioną wartość rezystora. Pomyłka „dwa razy większa” lub „połowa” wynika z błędnego zastosowania wzoru na dzielnik, a rezystancję wyjściową generatora zakłada się tu jako pomijalnie małą.

Dlaczego tak

Napięcie U_CE prawie równe napięciu zasilania oznacza, że przez tranzystor nie płynie prąd kolektora, a więc tranzystor jest odcięty – typową przyczyną jest przerwa w rezystorze polaryzującym bazę lub uszkodzone złącze. Prawidłowy punkt pracy wymagałby U_CE w okolicy 6 V. Nasycenie lub zwarcie kolektor-emiter dałyby napięcie U_CE bliskie zeru, czyli przeciwny wynik.

Dlaczego tak

Dioda Zenera stabilizuje napięcie, pracując w kierunku zaporowym, więc jej katoda musi być dołączona do bieguna dodatniego, a całość – równolegle do obciążenia. Rezystor szeregowy przejmuje różnicę między napięciem źródła a napięciem Zenera i ogranicza prąd. Dioda włączona anodą do plusa przewodziłaby w kierunku przewodzenia i dawała na wyjściu tylko ok. 0,7 V.

Dlaczego tak

Opisana tablica prawdy to zanegowany iloczyn logiczny: Y = ¬(A · B), czyli funkcja bramki NAND. Bramka AND ma odwrotną tablicę – jedynkę tylko dla obu wejść w stanie 1. Bramka NOR daje 1 tylko przy obu wejściach równych 0, a EX-OR daje 0 także dla kombinacji 00, więc żadna z nich nie pasuje do opisu.

Dlaczego tak

Średni czas propagacji to średnia arytmetyczna czasów przełączania przy zmianie wyjścia z niskiego na wysoki i z wysokiego na niski: (12 ns + 8 ns) / 2 = 10 ns. Wynik 20 ns to suma obu czasów, czyli czas pełnego cyklu zmian, a nie wartość średnia. Wynik 4 ns to różnica czasów, która nie ma tu znaczenia jako parametr dynamiczny.

Dlaczego tak

Aby iloczyn był równy 1, oba czynniki muszą być jedynkami: suma A + B wymaga co najmniej jednej jedynki na A lub B, a ¬C wymaga C = 0. Warunki te spełnia tylko kombinacja A = 0, B = 1, C = 0. Kombinacje z C = 1 dają ¬C = 0 i zerują wyjście, a kombinacja z A = B = 0 zeruje sumę.

Dlaczego tak

Funkcja przyjmująca wartość 1 wtedy, gdy wejścia są różne, to alternatywa wykluczająca, realizowana przez bramkę EX-OR. Bramka OR też daje 1 dla jednego otwartego okna, ale daje 1 także przy obu otwartych, czego warunek wyklucza. EX-NOR działa odwrotnie – daje 1 dla wejść jednakowych, a NAND daje 1 również dla stanu 00.

Dlaczego tak

Z prawa De Morgana A + B = ¬(¬A · ¬B), więc dwie bramki NAND z połączonymi wejściami tworzą negacje ¬A i ¬B, a trzecia NAND daje ich zanegowany iloczyn, czyli sumę. Dwie bramki wystarczają do realizacji funkcji AND (NAND i inwerter), co jest częstą pomyłką. Cztery bramki NAND potrzebne są do zbudowania funkcji EX-OR.

Dlaczego tak

Układ TTL gwarantuje rozpoznanie stanu niskiego tylko do 0,8 V, a stanu wysokiego dopiero od 2,0 V; napięcia pomiędzy tymi wartościami leżą w strefie zakazanej i stan wejścia nie jest określony. Rozumowanie „mniej niż 2,0 V, więc niski” jest błędne, bo próg stanu niskiego to 0,8 V. Taki pomiar zwykle świadczy o uszkodzonym wyjściu sterującym lub przeciążonej linii.

Dlaczego tak

Na obudowie DIP wycięcie lub kropka wskazuje stronę z wyprowadzeniem nr 1, a kolejne numery biegną w dół jednej strony i wracają drugą, czyli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara przy widoku z góry. Numeracja zgodna z ruchem wskazówek zegara odpowiada widokowi od spodu, co prowadzi do odwrotnego włożenia układu. Nadruk i długość wyprowadzeń nie są znormalizowanymi wskaźnikami.

Dlaczego tak

Teoretyczne minimum to ponad dwukrotność częstotliwości sygnału, ale do wiarygodnego odtworzenia czasów trwania stanów i zboczy przyjmuje się próbkowanie co najmniej 4 razy szybsze, czyli tu ok. 16 MHz. Próbkowanie z częstotliwością równą częstotliwości sygnału (4 MHz) daje za każdym razem ten sam punkt okresu i pokazuje fałszywy, stały lub wolny przebieg. Niższe wartości są jeszcze gorsze.

Dlaczego tak

W metodzie czteroprzewodowej prąd pomiarowy płynie jedną parą przewodów, a napięcie mierzy się osobną parą dołączoną bezpośrednio do bocznika, więc rezystancja przewodów i styków (rzędu 0,1 Ω) nie wpływa na wynik. Zwykły omomierz dwuprzewodowy i mostek Wheatstone'a dodają tę rezystancję do wyniku, wielokrotnie większą od mierzonej wartości. Woltomierz bez prądu pomiarowego nic nie wskaże.

Dlaczego tak

Rezystancję izolacji obwodów do 500 V mierzy się napięciem probierczym 500 V DC, bo dopiero takie napięcie ujawnia osłabioną izolację, która przy kilku woltach z multimetru wydaje się sprawna. Multimetr mierzy rezystancję niskim napięciem, więc nie zastąpi miernika izolacji. Miernik pętli zwarcia sprawdza skuteczność samoczynnego wyłączenia, a tester ciągłości – tylko brak przerwy w żyłach.

Dlaczego tak

Przy nieznanej wartości zaczyna się od najwyższego zakresu, a dopiero potem zmniejsza go, aby nie przepalić bezpiecznika miernika; przewód musi być w gnieździe prądowym, a miernik włączony szeregowo. Najniższy zakres daje dokładność tylko wtedy, gdy prąd się na nim mieści. Miernik w trybie prądowym dołączony równolegle zwiera odbiornik i zwykle przepala bezpiecznik.

Dlaczego tak

Przy napięciu 10 V przez cały obwód ma płynąć 1 mA, więc rezystancja całkowita wynosi 10 V / 1 mA = 10 kΩ; po odjęciu rezystancji miernika Rd = 10 000 Ω − 100 Ω = 9900 Ω. Wartość 10 kΩ pomija rezystancję ustroju, a 10,1 kΩ dodaje ją zamiast odjąć. Wynik 99 kΩ odpowiadałby zakresowi 100 V.

Dlaczego tak

W modulacji amplitudy obwiednia fali nośnej odwzorowuje kształt sygnału modulującego, a częstotliwość nośnej pozostaje stała. W modulacji FM jest odwrotnie: amplituda jest stała, a zmienia się częstotliwość. PWM zmienia szerokość impulsów prostokątnych, a PCM zamienia sygnał na ciąg słów cyfrowych, więc oba nie dotyczą fali sinusoidalnej o zmiennej amplitudzie.

Dlaczego tak

Okres sygnału to T = 5 dz · 50 µs/dz = 250 µs, a częstotliwość f = 1 / T = 1 / 0,00025 s = 4000 Hz, czyli 4 kHz. Wynik 250 Hz powstaje, gdy liczbę mikrosekund potraktuje się jak częstotliwość. Wyniki 40 kHz i 400 Hz to błąd przesunięcia przecinka przy zamianie mikrosekund na sekundy.

Dlaczego tak

Każdy impuls zegara przesuwa zawartość rejestru o jedną pozycję, więc pierwszy wprowadzony bit po czterech impulsach znajdzie się na Q3, a ostatni na Q0. Kolejno: 1000, 1100, 0110, 1011, czyli Q0 Q1 Q2 Q3 = 1 0 1 1. Odpowiedź 1 1 0 1 zapisuje bity w kolejności wprowadzania, pomijając kierunek przesuwania.

Dlaczego tak

Krawędzie i zarysy niewidoczne przedstawia się linią kreskową cienką. Linia ciągła gruba służy do krawędzi widocznych, a linia punktowa cienka (kreska-kropka) – do osi symetrii i okręgów podziałowych. Linią ciągłą cienką rysuje się m.in. linie wymiarowe, pomocnicze i kreskowanie przekrojów, więc pomylenie tych linii zmienia sens rysunku.

Dlaczego tak

Schematy rysuje się dla stanu spoczynkowego: cewki nie są zasilone, a łączniki nie są naciśnięte, dzięki czemu z symbolu można odczytać, czy styk jest zwierny, czy rozwierny. Rysowanie styków w stanie zadziałania odwróciłoby ich znaczenie i prowadziło do błędów przy montażu i diagnozie. Dowolność stanu lub rysowanie wszystkich styków jako zwiernych uniemożliwiłyby jednoznaczne czytanie schematu.

Dlaczego tak

Footprint opisuje rozmieszczenie i wymiary pól lutowniczych elementu, więc bez niego nie da się przenieść listy połączeń ze schematu do projektu płytki drukowanej. Sprawdzanie reguł ERC działa na samym schemacie i nie wymaga przypisanych obudów, co jest częstym nieporozumieniem. Program CAD nie dobiera wartości elementów, a skala wydruku nie zależy od obudów.

Dlaczego tak

Ukośnik lub kreska nad nazwą sygnału oznacza negację, czyli że funkcja (tu zerowanie) jest wykonywana przy stanie niskim na wejściu. Dlatego wejście /RESET trzyma się zwykle w stanie wysokim przez rezystor podciągający, a zeruje się układ, zwierając je do masy. Reakcję na zbocze oznacza się na schematach trójkątem przy wejściu, a nie kreską nad nazwą.

Dlaczego tak

Szeregi wartości ograniczają liczbę odmian rezystorów do kilkunastu lub kilkudziesięciu na dekadę, co upraszcza produkcję, magazynowanie i zamienność – to racjonalizacja produkcji, jeden z celów normalizacji. Ochrona życia i zdrowia czy środowiska to również cele normalizacji, ale realizują je np. normy bezpieczeństwa urządzeń. Normy nie ustalają cen wyrobów.

Dlaczego tak

Zgodnie z ustawą o normalizacji z 2002 r. stosowanie Polskich Norm jest dobrowolne; obowiązkowe staje się dopiero wtedy, gdy konkretny przepis prawa, np. rozporządzenie, przywoła normę. Dobrowolność jest jedną z cech normy, obok m.in. konsensusu i powszechnej dostępności. Normy zharmonizowane również są dobrowolne – dają tylko domniemanie zgodności z wymaganiami dyrektyw.

Dlaczego tak

Katalog Polskich Norm prowadzony przez PKN podaje status każdej normy: aktualna, wycofana lub zastąpiona, wraz z numerem normy zastępującej. Normy nie są publikowane w Dzienniku Ustaw, bo nie są aktami prawnymi, co jest częstym nieporozumieniem. Sprzedawca i fora mogą się mylić, więc nie są wiarygodnym źródłem informacji o statusie normy.

Dlaczego tak

Przekreślony kosz na kółkach to oznaczenie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE), który podlega selektywnej zbiórce i nie może trafić do zwykłych odpadów. Symbol nie informuje o możliwości recyklingu wszystkich materiałów – do tego służy np. pętla Möbiusa. Zgodność z RoHS deklaruje producent w deklaracji zgodności, a nie tym znakiem.

Dlaczego tak

Łączna przepływność wszystkich strumieni nie może przekroczyć przepustowości wejściowej: 80 Mb/s / 6 Mb/s ≈ 13,3, więc zmieści się 13 kamer (78 Mb/s). Zaokrąglenie w górę do 14 kamer dałoby 84 Mb/s i przekroczyło parametr rejestratora, co objawia się zrywaniem nagrań. Liczba kanałów rejestratora, np. 16, nie wystarcza – trzeba sprawdzić też przepustowość.

Dlaczego tak

W oznaczeniu multiswitcha pierwsza liczba to wejścia (4 polaryzacje i pasma z konwertera Quattro oraz 1 wejście naziemne), a druga to wyjścia dla odbiorników. Każdy odbiornik może niezależnie wybrać pasmo i polaryzację, czego nie zapewnia zwykły rozgałęźnik dzielący jeden sygnał. Multiswitch nie przełącza wielu konwerterów do mniejszej liczby odbiorników – działa odwrotnie.

Dlaczego tak

Czujki zamieniają zjawisko fizyczne (ruch, promieniowanie podczerwone) na sygnał elektryczny podawany do systemu, więc są blokami wejściowymi. Blokiem przetwarzającym jest centrala, która analizuje stany linii i podejmuje decyzję o alarmie. Sygnalizatory akustyczno-optyczne i moduły powiadamiania to bloki wyjściowe, a zasilacz z akumulatorem – blok zasilający.

Dlaczego tak

Transformator obniża napięcie sieci i zapewnia izolację, prostownik zamienia napięcie przemienne na tętniące, filtr pojemnościowy wygładza tętnienia, a stabilizator utrzymuje stałe napięcie wyjściowe. Stabilizator przed prostownikiem nie mógłby działać, bo układy stabilizacji liniowej wymagają napięcia stałego. Prostownik przed transformatorem odpowiada budowie zasilacza impulsowego, nie liniowego.