Test ELM.05 — zestaw 4

Dlaczego tak

Nowy, czysty układ nie zawiera programu ani danych, bez których urządzenie nie ruszy albo będzie działać niepoprawnie — np. utraci kalibrację czy numer seryjny. Jeśli nie da się ich odczytać ze starego układu, trzeba mieć je od producenta. Brak kopii przed demontażem to częsta przyczyna, dla której wymiana taniego elementu kończy się nienaprawialnym urządzeniem.

Dlaczego tak

Opary kalafonii są znanym czynnikiem uczulającym — przy długotrwałym narażeniu wywołują podrażnienie, a nawet zawodową astmę oskrzelową. Dlatego stanowiska lutownicze wyposaża się w pochłaniacze oparów. Złamania są urazami mechanicznymi, odmrożenia — skutkiem niskiej temperatury, a ubytek słuchu — hałasu.

Dlaczego tak

Ocena narażenia polega na porównaniu zmierzonych wartości czynników szkodliwych — stężeń substancji, poziomu hałasu, parametrów oświetlenia — z wartościami dopuszczalnymi. Na tej podstawie ocenia się ryzyko zawodowe i dobiera środki ochrony. Kolor mebli, liczba klientów czy marka lutownic nie są czynnikami szkodliwymi.

Dlaczego tak

Prąd przepływający przez ciało może zaburzyć pracę serca, aż do migotania komór i zatrzymania krążenia, spowodować skurcz mięśni, zaburzenia oddychania, a w miejscach wejścia i wyjścia — oparzenia elektryczne. Skutki zależą od natężenia, drogi przepływu i czasu. Mrowienie występuje przy bardzo małych prądach, ale przy napięciu sieci nie można na nie liczyć.

Dlaczego tak

Transformator separacyjny odcina naprawiane urządzenie od uziemionej sieci — dotknięcie jednego przewodu nie powoduje przepływu prądu przez ciało do ziemi — a wyłącznik różnicowoprądowy dodatkowo ogranicza skutki porażenia. Wilgotne rękawice przewodzą prąd, a uziemiony metalowy blat zwiększa ryzyko, bo tworzy drogę prądu przez ciało.

Dlaczego tak

Brak podstawki grozi oparzeniem i pożarem, a luźne przewody na podłodze — potknięciem i uszkodzeniem izolacji. To uchybienia, które trzeba usunąć, zanim stanowisko będzie używane. Wymagania BHP dotyczą każdego stanowiska niezależnie od wielkości zakładu, a zakaz wstępu dla klientów nie chroni pracownika.

Dlaczego tak

Środek ochrony zbiorowej chroni wszystkie osoby w pomieszczeniu — np. centralny odciąg oparów, wentylacja, osłony czy uziemiona podłoga ESD. Okulary, rękawiczki i fartuch chronią tylko osobę, która ich używa, więc są środkami ochrony indywidualnej.

Dlaczego tak

Przy pracy z wysokimi napięciami i dużymi energiami potrzebne są rękawice elektroizolacyjne, ochrona oczu na wypadek wybuchu kondensatora oraz narzędzia z izolacją. Rękawice bawełniane nie izolują, a metalowa biżuteria i zegarek mogą spowodować zwarcie i oparzenie.

Dlaczego tak

Opaska uziemiająca odprowadza ładunki z ciała na bieżąco — zdjęta choćby na chwilę pozwala się naładować przy ruchu. Zwykła folia, wełna, wykładzina syntetyczna i obuwie na gumie sprzyjają gromadzeniu się ładunków elektrostatycznych, które mogą uszkodzić elementy.

Dlaczego tak

Przed podłączeniem do instalacji sprawdza się brak napięcia w miejscu pracy wskaźnikiem napięcia, a narzędzia z izolacją chronią przy przypadkowym dotyku części czynnych. Latarka może być przydatna, ale nie chroni przed porażeniem. Metalowe nity i wkrętak bez izolacji stwarzają zagrożenie.

Dlaczego tak

Utrata przytomności z uogólnionymi drgawkami i sennością po ich ustąpieniu to typowy obraz napadu padaczkowego. W czasie napadu chroni się głowę przed urazem, nie wkłada niczego do ust i nie przytrzymuje siłą, a po napadzie układa w pozycji bocznej. Oparzenie i zwichnięcie to urazy miejscowe, a zawał objawia się bólem w klatce piersiowej.

Dlaczego tak

Ból głowy, nudności i wymioty po urazie głowy mogą świadczyć o wstrząśnieniu mózgu lub krwawieniu wewnątrzczaszkowym, które rozwija się stopniowo — dlatego poszkodowany wymaga oceny lekarskiej i obserwacji. Resuscytację wykonuje się przy braku oddechu, a alkohol jest przeciwwskazany.

Dlaczego tak

Ratujący musi najpierw zabezpieczyć siebie — jeśli poszkodowany może być w kontakcie z napięciem, odcina się zasilanie wyłącznikiem lub wyjmuje wtyczkę. Dopiero wtedy można bezpiecznie ocenić stan poszkodowanego i udzielić pomocy. Sprawdzanie zasilacza i zdjęcia opóźniają ratunek.

Dlaczego tak

Pozycja boczna bezpieczna chroni drogi oddechowe nieprzytomnego, który oddycha — zapobiega zapadaniu się języka i zachłyśnięciu. Przy braku oddechu wykonuje się resuscytację, osoba przytomna nie wymaga tej pozycji, a przy podejrzeniu urazu kręgosłupa, gdy drogi oddechowe są drożne, poszkodowanego się nie przemieszcza.

Dlaczego tak

Dyspozytor musi wiedzieć, gdzie wysłać zespół i jakiej pomocy potrzeba — informacja o porażeniu i utracie przytomności wskazuje na możliwość zaburzeń rytmu serca i wpływa na rodzaj wysłanego zespołu. Dane o urządzeniu, wynagrodzeniu czy pracownikach nie są potrzebne ratownikom.

Dlaczego tak

Chłodzenie wodą ogranicza pogłębianie się oparzenia i ból, a jałowy opatrunek chroni przed zakażeniem. Pęcherz jest naturalną ochroną — przebicie otwiera drogę bakteriom. Topnik podrażni ranę, a zrywanie lutu przywartego do skóry pogłębi uraz; większe przywarte fragmenty zostawia się lekarzowi.

Dlaczego tak

Krótka utrata świadomości z bladością i szybkim powrotem do przytomności to typowe omdlenie, wynikające z chwilowego niedokrwienia mózgu. Poszkodowany powinien się położyć, najlepiej z uniesionymi nogami, i być obserwowany; jeśli omdlenia się powtarzają, konieczna jest diagnostyka. Zatrzymanie krążenia nie mija samoistnie, a padaczka przebiega z drgawkami.

Dlaczego tak

Wytyczne resuscytacji dopuszczają u dorosłych prowadzenie samych uciśnięć klatki piersiowej, bez przerw, z częstotliwością 100–120 na minutę — to znacznie lepsze niż brak pomocy. Same oddechy bez uciśnięć nie zapewniają krążenia krwi, a 10 uciśnięć na minutę to wartość zdecydowanie za mała.

Dlaczego tak

Czynniki uciążliwe powodują zmęczenie i dyskomfort, a w dłuższym czasie mogą przyczynić się do dolegliwości, np. bólów kręgosłupa czy szyi przy pracy z mikroskopem — przeciwdziała się im ergonomią i przerwami. Dotknięcie części pod napięciem, wybuch kondensatora i skaleczenie to czynniki niebezpieczne, powodujące nagły uraz.

Dlaczego tak

Akumulatory litowe mogą się zapalić przy uszkodzeniu, przegrzaniu lub przeładowaniu, a pożar ogniw trudno ugasić. Przechowuje się je w wyznaczonym, chłodnym miejscu, uszkodzone oddziela, a ładowanie prowadzi pod nadzorem. Ciepło z grzejnika przyspiesza degradację i zwiększa ryzyko pożaru.

Dlaczego tak

Mostek prostowniczy w jednej obudowie zawiera cztery diody Graetza: do zacisków „~” doprowadza się napięcie przemienne z transformatora, a z „+” i „−” pobiera napięcie wyprostowane. Tranzystor ma trzy wyprowadzenia (B, C, E lub G, D, S), przekaźnik — wyprowadzenia cewki i styków, a kwarc — dwa.

Dlaczego tak

Potencjometry montażowe (trymery) służą do strojenia lub kalibracji układu podczas uruchamiania — reguluje się je wkrętakiem i zwykle już nie zmienia. Potencjometry z pokrętłem służą do regulacji przez użytkownika. Bezpiecznik, kondensator i dioda nie mają elementu regulacyjnego.

Dlaczego tak

ESR to rezystancja szeregowa kondensatora, na której przy tętnieniach prądu wydziela się ciepło i odkłada napięcie tętnień. Wysokie ESR — typowe dla zestarzałych kondensatorów — powoduje wzrost tętnień i niestabilną pracę zasilacza. Kolor koszulki i rozstaw nóżek nie są parametrami elektrycznymi, a wzmocnienie prądowe dotyczy tranzystorów.

Dlaczego tak

2000 mAh = 2 Ah; 1 Ah to ładunek przepływający przy prądzie 1 A przez godzinę, czyli 3600 C. Stąd 2 Ah = 2 · 3600 = 7200 C. Wynik 2000 C to przepisanie liczby bez przeliczenia jednostek, 2 C pomija przeliczenie godzin na sekundy, a 120 C wynika z pomnożenia przez 60 zamiast 3600.

Dlaczego tak

Przy wyłączeniu prądu cewka indukuje napięcie przeciwnie skierowane, które mogłoby przebić tranzystor. Dioda gasząca (zwrotna) zamyka obwód dla tego prądu i ogranicza przepięcie do ok. 0,7 V. W normalnej pracy jest spolaryzowana zaporowo, więc nie wpływa na prąd cewki, nie świeci i niczego nie prostuje.

Dlaczego tak

W typowym układzie klucza tranzystor npn pracuje z emiterem na masie, a obciążenie — cewka — jest włączone między zasilanie a kolektor. Wyjście mikrokontrolera steruje bazą przez rezystor, a dioda zwrotna równolegle do cewki chroni tranzystor. Bezpośrednie zasilanie cewki z wyjścia mikrokontrolera przeciąży je, a cewka w obwodzie bazy nie zadziała.

Dlaczego tak

W połączeniu kaskadowym sygnał wyjściowy pierwszego wzmacniacza jest sygnałem wejściowym drugiego, więc wzmocnienia (wyrażone liczbowo) mnożą się: 10 · 20 = 200, co odpowiada 20 dB + 26 dB = 46 dB. Suma 30 byłaby poprawna tylko dla wzmocnień w decybelach, 15 to średnia, a 2 to iloraz.

Dlaczego tak

Prąd w obwodzie I = E / (R + r) = 12 / (2,9 + 0,1) = 4 A. Napięcie na zaciskach U = E − I · r = 12 − 4 · 0,1 = 11,6 V (lub U = I · R = 4 · 2,9 = 11,6 V). 12 V to siła elektromotoryczna bez obciążenia, 0,4 V — spadek na rezystancji wewnętrznej, a 11,9 V to wynik błędnego odjęcia samej rezystancji.

Dlaczego tak

W połączeniu równoległym prąd dzieli się odwrotnie proporcjonalnie do rezystancji: przez 2 kΩ płynie I · R₁ / (R₁ + R₂) = 30 · 1 / 3 = 10 mA, a przez 1 kΩ — 20 mA. Można to sprawdzić: napięcie na obu to 10 mA · 2 kΩ = 20 V = 20 mA · 1 kΩ. Wynik 20 mA to prąd mniejszego rezystora, a 15 mA to równy podział, poprawny tylko dla jednakowych rezystorów.

Dlaczego tak

Siła elektrodynamiczna F = B · I · l = 0,5 T · 10 A · 0,2 m = 1 N. Wynik 10 N pomija długość przewodu, 0,1 N to błąd przecinka, a 25 N powstaje po podzieleniu prądu przez długość. Na tej zasadzie działają silniki elektryczne i głośniki dynamiczne.

Dlaczego tak

Pulsacja ω = 2π · f = 6,283 · 50 ≈ 314 rad/s. Wynik 50 rad/s to sama częstotliwość, 100 rad/s powstaje po pomnożeniu przez 2 bez π, a 157 rad/s — po pomnożeniu przez π bez 2. Pulsacja występuje we wzorach na reaktancje: X_L = ω · L, X_C = 1 / (ω · C).

Dlaczego tak

W pomiarze bezpośrednim wartość mierzonej wielkości odczytuje się wprost ze wskazania przyrządu wyskalowanego w jej jednostkach — omomierz pokazuje rezystancję w omach. Pomiar pośredni wymagałby pomiaru napięcia i prądu i obliczenia R = U / I, a metody kompensacyjne i mostkowe porównują wielkość z wzorcem.

Dlaczego tak

Moc wyjściowa P_wy = U · I = 12 · 1,33 ≈ 16 W. Sprawność η = P_wy / P_we = 16 / 20 = 0,8, czyli 80%. Wynik 125% to odwrócony iloraz — sprawność nie może przekroczyć 100%. 16% powstaje po pomyleniu mocy z procentem, a 60% to błąd rachunkowy. Pozostałe 4 W zamieniają się w ciepło.

Dlaczego tak

Dioda Schottky’ego ma spadek napięcia ok. 0,2–0,4 V zamiast 0,7 V i praktycznie nie ma ładunku przełączania, więc przy wysokich częstotliwościach i dużych prądach traci znacznie mniej mocy. Ma za to niższe napięcia wsteczne niż zwykłe diody krzemowe. Świecenie to cecha LED, a stabilizacja napięcia — diody Zenera.

Dlaczego tak

Charakterystyka przejściowa I_D = f(U_GS) pokazuje, że tranzystor wzbogacany nie przewodzi, dopóki napięcie bramki nie przekroczy progu, a potem prąd drenu rośnie nieliniowo. Pozwala to dobrać napięcie sterowania, np. czy 3,3 V z mikrokontrolera wystarczy do pełnego otwarcia tranzystora. MOSFET nie ma bazy.

Dlaczego tak

LM317 to scalony stabilizator liniowy o regulowanym napięciu: napięcie wyjściowe ustala dzielnik z dwóch rezystorów według zależności U = 1,25 V · (1 + R₂/R₁). Wzmacniacz operacyjny ma co najmniej pięć wyprowadzeń, układ 555 — osiem, a mikrokontroler — wiele więcej.

Dlaczego tak

Slew rate określa, jak szybko wyjście wzmacniacza może zmieniać napięcie — przy zbyt dużej amplitudzie i częstotliwości sinusoida zmienia się w trójkąt. Napięcie niezrównoważenia to niewielkie napięcie na wyjściu przy zerowym sygnale, CMRR — zdolność tłumienia sygnału wspólnego, a rezystancja wejściowa — obciążenie źródła sygnału.

Dlaczego tak

Prosta obciążenia opisuje możliwe napięcia i prądy wynikające ze źródła i rezystora (od punktu U = E, I = 0 do U = 0, I = E/R). Dioda musi jednocześnie spełniać swoją charakterystykę, więc rzeczywisty punkt pracy leży na przecięciu obu linii. Początek układu i skrajne punkty charakterystyki nie mają tego znaczenia.

Dlaczego tak

Wzmocnienie to stosunek napięć wyjściowego do wejściowego wyrażonych tak samo: 2 V / 0,1 V = 20, a w decybelach 20 · log 20 ≈ 26 dB. Wynik 200 razy to pomyłka przy przeliczeniu miliwoltów, 2 razy pomija przeliczenie, a 0,05 to iloraz odwrotny. Ważne, by oba pomiary były w tych samych jednostkach, np. międzyszczytowych.

Dlaczego tak

We wtórniku emiterowym (układzie wspólnego kolektora) kolektor jest połączony z zasilaniem, sygnał podaje się na bazę, a wyjście pobiera z emitera — napięcie na emiterze „wtóruje” napięciu bazy, pomniejszone o ok. 0,7 V. Kolektor połączony z masą uniemożliwiłby pracę tranzystora, a baza jest wejściem.