38

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Rozwiązanie zadania nr 46

W EdW 12/99  zamieszczony  był  schemat  nade−
słany jako rozwiązanie głównego zadania nr 42 –
rysunek  A.  Oczywiście  podstawowym  błędem
jest próba uzyskania w przedstawionym układzie
różnych  czasów  ładowania  i rozładowania  kon−
densatorów C2, C3. Gdyby ten schemat nadesłał
15−latek, nie zdziwiłbym się wcale. Jednak moż−
na  się  spodziewać,  że  student,  kandydat  na  kon−
struktora rozumie zasady pracy obwodów RC. Ja
rozumiem,  że  jakieś  tam  twierdzenia  Thevenina
czy Nortona wydają się zupełnie niepotrzebne do
szczęścia.  Rozumiem  niechęć  do  wkuwania  for−
mułek.  Ale  praktyk  musi  uchwycić  ich  sens.
I właśnie tu mamy przykład istotnej wpadki, wy−
nikającej  z niezrozumienia  jednego  z podstawo−
wych praw elektrotechniki i elektroniki.

Rysunek B pokazuje baterię o napięciu U współ−
pracującą z dzielnikiem R1, R3. Zgodnie z twier−
dzeniem...  (poszukajcie  w podręcznikach)  układ
taki  zachowuje  się  identycznie  jak  bateria
o (mniejszym)  napięciu  U1  z dołączonym  rezy−
storem. Napięcie “zastępczej” baterii (U1) jest ta−
kie jak napięcie między punktami A, B nieobcią−
żonego  dzielnika,  a rezystancja  Ra  jest  równa
równoległemu  połączeniu  R1,  R3.  Przykład  ten
pokazuje,  że  książkowa  wiedza  nie  jest  wcale
bezwartościowa. Trzeba ją tylko zrozumieć.

Dla tych, którzy jeszcze nie wiedzą w czym pro−
blem, przygotowałem rysunek C. Mamy tu frag−
ment układu z rysunku A, nieco inaczej narysowa−
ny. Teraz każdy widzi, że rezystory R1, R3 tworzą
dzielnik. Napięcie na wejściach bramki będzie na
pewno  mniejsze  niż  napięcie  zasilające.  Z opisu
wynika, że wartość R1C2 musi być dużo większa
niż R3C2, czyli R1>>R3. Jeśli tak, to napięcie na
kondensatorze  i wej−
ściach bramki będzie
bardzo małe (ułamek
wolta)  i bramka  nig−
dy  się  nie  przełączy,
tym  bardziej,  że  jest
to bramka z wejścia−
mi Schmitta.

Praktycznie wszystkie nadesłane odpowiedzi były
poprawne. Kilku kolegów wypatrzyło jeszcze inne
błędy. Wskazywano na ryzykowne włączenie brzę−
czyka wprost do wyjścia generatora. Istotnie, każ−
de obciążenie wyjścia zmniejsza zakres zmian na−
pięcia  wyjściowego.  Przy  zbyt  silnym  obciążeniu
generator  po  prostu  przestanie  pracować  –  trzeba
dodać bufor, choćby tranzystor. Niektórzy zastana−
wiali się nad sensem stosowania dwóch podobnych
obwodów o różnych czasach działania. Jeśli jeden
z nich  włączy  się  wcześniej,  to  po  co  drugi?
W ogóle  kwestionowano  przydatność  układu
twierdząc, że nie spełnia on warunków zadania. 
Kilka osób oprócz odpowiedzi na pytanie zapropo−
nowało  poprawki  i rekonstrukcję  układu.  W więk−
szości do uzyskania różnych czasów ładowania i roz−
ładowania proponowano rozwiązanie według rysun−
ku D. Rzeczywiście, jest to klasyczny sposób, często

stosowany  w praktyce.
Nie  może  on  jednak  być
bezpośrednio zastosowany
w układzie z rysunku A.

Dlaczego?
Na  rysunku  E narysowałem  fragment  zmodyfi−
kowanego schematu, zakładając, że bateria rezer−
wowa ma napięcie 9,6V. Zwróćcie uwagę, co sta−
nie  się  z napięciem
na 

kondensatorze

C2 po zaniku napię−
cia sieci. Naładowa−
ny 

do 

niemal

12V kondensator C2
rozładuje  się  przez
diodę  D4  lub  we−
wnętrzne  obwody
z a b e z p i e c z a j ą c e
bramki  ...  tylko  do
napięcia 9,6V. A i to
pod  warunkiem,  że
po  zaniku  “sieci”
napięcie  na  C8  spa−
dnie do 9V. 
Czy  jednak  C2  w ogóle  się  rozładuje?  Ponieważ
w stanie spoczynku układ nie pobiera prądu, po za−
niku “sieci” napięcie na C8 nie spadnie. Jeśli “zener−
ka” D3 przestanie przewodzić, to i napięcie na C6
nie spadnie. Kondensatory C6, C8 i C2 nie będą się
miały jak rozładować. Będą przez długi czas pozo−
stawać  pod  napięciem,  rozładowując  się  jedynie
własnymi maleńkimi prądami upływu. (Ściślej bio−
rąc, trzeba byłoby uwzględnić charakterystykę “ze−

nerki”  i jej  rezystancję  dynamiczną,  przez  co  bar−
dziej rozładują się C6 i C2.) Aby zapobiec opisanej
sytuacji, wystarczy dodać jeden rezystor Rr według
rysunku  F.  Wtedy  po  zaniku  “sieci”  kondensator
C6  rozładuje  się  szybko,  a C2  wolniej  przez  R3.
Chętni mogą się też zastanowić, czy można wyko−
rzystać jeszcze prostszy układ z rysunku G.

Nagrody za prawidłowe odpowiedzi otrzymują:  
Fryderyk Meisler − Wrocław, 
Czesław Szutowicz − Włocławek, 
Rafał Wojciechowski − Rybno.

Zadanie nr 50

Na rysunku H przedstawiono dwa rysunki: 

schemat  układu  “sygnalizatora  przepalenia  ża−
rówek”  i sposób  jego  podłączenia  w samocho−
dzie.  Niestety,  układ  nie  będzie  działał.  Zadanie
tym  razem  polega  na  podaniu  przyczyny  bądź
przyczyn  takiego  stanu  rzeczy.  Odpowiedzcie
więc na pytanie:

Co tu nie gra?

Przypuszczam,  że  znajdziecie  więcej  niż
jedną usterkę. Spodziewam się, jak zwykle,
wielu  odpowiedzi,  dlatego  serdecznie  pro−
szę,  żeby  były  one  możliwie  krótkie.  Kto
chce,  może  zaproponować  modyfikację
schematu, by usunąć zauważone usterki. To
zadanie dodatkowe, tylko dla ochotników.
Odpowiedzi nadsyłajcie w terminie 45 dni od
ukazania się pisma. Nie zapomnijcie dopisać
na kopercie lub kartce “Nie gra 50”. Bardzo
mi to ułatwi segregację szkolnych prac.

C

Co

o t

tu

u n

niie

e g

gr

ra

a?

?

Rys. A

Rys. B

Rys. E

Rys. F

Rys. G

Rys. D

Rys. C