,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

 

 

 

 

 
 

MINISTERSTWO EDUKACJI 

NARODOWEJ 

 
 
 
 
 

 
Piotr Ziółek  

 

 

 
 
 
 
 

Analizowanie obwodów elektrycznych i elektronicznych 
723[03].O1.06 

 
 

 
 
 
 
Poradnik dla ucznia 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Wydawca 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy 
Radom 2007 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

1 

Recenzenci: 
mgr inż. Piotr Nowak 
mgr inż. Tomasz Kacperski 
 
 

 

Opracowanie redakcyjne: 
inż. Piotr Ziółek 
 
 
 
Konsultacja: 
mgr inż. Andrzej Kacperczyk 
 

 
 
 

 
 

 
 
 
 
 

 
Poradnik  stanowi  obudowę  dydaktyczną  programu  jednostki  modułowej  723[03].O1.06 
,,Analizowanie  obwodów  elektrycznych  i  elektronicznych”,  zawartego  w  modułowym 
programie nauczania dla zawodu mechanik–operator pojazdów i maszyn rolniczych. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wydawca 

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

2 

SPIS TREŚCI 

 

1.  Wprowadzenie  

3 

2.  Wymagania wstępne 

5 

3.  Cele kształcenia 

6 

4.  Materiał nauczania 

7 

4.1. Podstawowe pojęcia, wielkości, elementy w obwodach elektrycznych 

i elektronicznych 

7 

4.1.1. Materiał nauczania 

7 

4.1.2. Pytania sprawdzające 

14 

4.1.3. Ćwiczenia  

14 

4.1.4. Sprawdzian postępów  

15 

4.2. Źródła prądu i obwody elektryczne 

16 

4.2.1. Materiał nauczania 

16 

4.2.2. Pytania sprawdzające 

20 

4.2.3. Ćwiczenia  

20 

4.2.4. Sprawdzian postępów  

21 

4.3. Prawa i parametry opisujące obwody elektryczne i elektroniczne 

22 

4.3.1. Materiał nauczania 

22 

4.3.2. Pytania sprawdzające 

27 

4.3.3. Ćwiczenia  

27 

4.3.4. Sprawdzian postępów  

29 

4.4. Ochrona przeciwporażeniowa 

30 

4.4.1. Materiał nauczania 

30 

4.4.2. Pytania sprawdzające 

32 

4.4.3. Ćwiczenia  

32 

4.4.4. Sprawdzian postępów  

34 

5. 

Sprawdzian osiągnięć  

35 

6. 

Literatura  

39 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

3 

1.  WPROWADZENIE 

 

Poradnik  ten  pomoże  Ci  w  przyswajaniu  wiedzy  o  zasadach  i  sposobach  analizowania 

obwodów elektrycznych i elektronicznych. Poradnik zawiera: 

−

 

wymagania  wstępne,  czyli  wykaz  umiejętności,  jakie  powinieneś  opanować  przed 
przystąpieniem do realizacji jednostki modułowej,  

−

 

cele  kształcenia,  czyli  wykaz  umiejętności,  jakie  ukształtujesz  podczas  pracy  z  tym 
poradnikiem, 

−

 

materiał  nauczania,  który  umożliwi  Ci  samodzielne przygotowanie  się  do  wykonywania 
ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianów, 

−

 

pytania  sprawdzające,  które  pomogą  sprawdzić,  czy  opanowałeś  podany  materiał 
nauczania z zakresu naprawiania części maszyn i urządzeń rolniczych, 

−

 

ćwiczenia, które ułatwią nabycie umiejętności praktycznych, 

−

 

sprawdzian postępów, 

−

 

sprawdzian osiągnięć. 
W  materiale  nauczania  zostały  przedstawione  zagadnienia  dotyczące:  organizacji, 

wyposażenia  stanowiska  pracy,  technologii  analizowania  obwodów  elektrycznych 
i  elektronicznych.  Przy  wyborze  treści  pomoże  Ci  nauczyciel,  który  wskaże  zagadnienia 
szczególnie  ważne,  jak  i  pomocnicze  potrzebne  do  wykonywania  zadań  określonych  dla 
zawodu  operator  pojazdów  i  maszyn  rolniczych.  Do  poszerzenia  wiedzy  powinieneś 
wykorzystać  literaturę  oraz  skorzystać  z  innych  źródeł  informacji.  W  przypadku  trudności 
z opanowaniem  materiału  lub  zrealizowaniem  ćwiczenia  poproś  nauczyciela  o  pomoc. 
Z rozdziałem  Pytania  sprawdzające  możesz  zapoznać  się  przed  przystąpieniem  do  rozdziału 
materiał nauczania – poznając przy tej okazji wymagania wynikające z potrzeb zawodu, a po 
przyswojeniu  wskazanych  treści,  odpowiadając  na  te  pytania  sprawdzisz  stan  swojej 
gotowości do wykonywania ćwiczeń. 

Kolejnym  etapem  poznawania  oraz  uzupełniania  i  utrwalania  zagadnień  dotyczących 

analizowania  obwodów  elektrycznych  i  elektronicznych  będzie  wykonywanie  ćwiczeń.  Po 
wykonaniu  ćwiczeń  sprawdź  poziom  swoich  postępów  rozwiązując  Sprawdzian  postępów, 
zamieszczony po ćwiczeniach. W tym celu: przeczytaj pytania i odpowiedz na nie wstawiając 
X w odpowiednie  miejsce. Odpowiedzi NIE wskazują na  luki w Twojej wiedzy. Oznacza to 
powrót do treści, które nie są dostatecznie opanowane i uzupełnienie wiedzy. Poznanie przez 
Ciebie  wszystkich  lub  określonej  części  wiadomości  będzie  stanowiło  dla  nauczyciela 
podstawę  do  przeprowadzenia  sprawdzianu  przyswojonych  wiadomości  i  ukształtowanych 
umiejętności. W tym celu nauczyciel posłuży się zestawem zadań testowych. 

Przykładowy  zestaw  zadań  testowych  zamieszczony  jest  w  rozdziale  5  tego  poradnika. 

Zawiera  on  instrukcję,  w  której  wyjaśniono tok  przeprowadzania  sprawdzianu,  przykładową 
kartę  odpowiedzi,  w  której,  w  odpowiednich  miejscach  zaznacz  odpowiedzi  na  pytania; 
będzie to stanowić dla Ciebie trening przed sprawdzianem zaplanowanym przez nauczyciela. 

W  czasie  zajęć  dydaktycznych  musisz  przestrzegać  regulaminów,  przepisów 

bezpieczeństwa i higieny pracy, przepisów przeciwpożarowych i ochrony środowiska zgodnie 
z obowiązującymi normami prawnymi. 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

4 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Schemat układu jednostek modułowych  

723[03].O1 

Podstawy techniki 

ogólnej 

723[03].O1.01 

Stosowanie przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, 

ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska 

723[03].O1.02 

Posługiwanie się 

dokumentacją 

techniczną 

723[03].O1.03 

Stosowanie materiałów 

konstrukcyjnych i 

eksploatacyjnych 

723[03].O1.04 

Wykonywanie operacji  

techniczno - technologicznych 

723[03].O1.05 

Wykonywanie operacji 

obróbki skrawaniem 

723[03].O1.06 

Analizowanie obwodów 

elektrycznych i elektronicznych 

 

723[03].O1.07 

Obsługiwanie maszyn i urządzeń 

elektrycznych 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

5 

2. WYMAGANIA WSTĘPNE 

 

Przystępując  do  realizacji  jednostki  modułowej  analizowanie  obwodów  elektrycznych 

i elektronicznych powinieneś umieć: 

−

 

czytać ze zrozumieniem informacje przedstawione w formie opisu, instrukcji, rysunków, 
szkiców, wykresów, dokumentacji technicznej,  

−

 

rozpoznawać elementy, zespoły i układy na rysunkach, schematach, zgodnie z instrukcją, 

−

 

określać funkcje zespołów i układów, 

−

 

wykonywać proste szkice i rysunki, 

−

 

weryfikować podzespoły i części, 

−

 

nazywać i użytkować narzędzia, 

−

 

organizować  stanowisko  pracy  do  diagnostyki,  naprawy  i  obsługi  sprzętu  technicznego 
zgodnie z wymaganiami ergonomii, 

−

 

radzić sobie w sytuacjach problemowych, 

−

 

samodzielnie podejmować decyzje, 

−

 

podejmować decyzje dotyczące wyboru technologii naprawy, 

−

 

podejmować  decyzje  zawodowe  zgodnie  z  przepisami  bezpieczeństwa  i  higieny  pracy, 
ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska, 

−

 

skutecznie komunikować się z innymi uczestnikami procesu pracy, 

−

 

oceniać własną pracę, 

−

 

korzystać z różnych źródeł informacji, 

−

 

przewidywać  i  wskazywać  zagrożenia  dla  zdrowia  i  życia  ludzkiego  oraz  środowiska 
przyrodniczego, 

−

 

udzielać pomocy przed lekarskiej ofiarom wypadków przy procesie pracy. 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

6 

3.  CELE KSZTAŁCENIA  

 

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: 

−

 

wyjaśnić podstawowe pojęcia z zakresu elektrotechniki i elektroniki, 

−

 

wyjaśnić  zjawisko  powstawania  i  przepływu  prądu  elektrycznego  w  obwodach 
elektrycznych, 

−

 

rozróżnić  materiały  przewodzące,  półprzewodzące,  izolacyjne,  magnetyczne  oraz 
wskazać ich zastosowanie, 

−

 

rozróżnić źródła i rodzaje prądu elektrycznego, 

−

 

rozróżnić podstawowe elementy obwodu elektrycznego, 

−

 

włączyć przyrządy pomiarowe w obwód elektryczny, 

−

 

odczytać wskazania przyrządów pomiarowych, 

−

 

dokonać  pomiaru  podstawowych  wielkości  elektrycznych:  napięcia,  natężenia  prądu, 
rezystancji i mocy oraz zinterpretować ich wyniki, 

−

 

zastosować wzory do obliczania podstawowych wielkości elektrycznych, 

−

 

rozróżnić podstawowe elementy elektroniczne, 

−

 

wyjaśnić  działanie  i  zastosowanie  elementów  elektronicznych  w  wyposażeniu 
elektrycznym maszyn i urządzeń, 

−

 

rozróżnić  i  odczytać  symbole  i  oznaczenia  elektryczne  i  elektroniczne  na  schematach 
oraz na maszynach i urządzeniach, 

−

 

rozpoznać  typowe  usterki  i  uszkodzenia  występujące  w  obwodach  instalacji  i  osprzęcie 
elektrycznym maszyn i urządzeń, 

−

 

przewidzieć  zagrożenia  i  ich  skutki  podczas  pracy  z  urządzeniami  zasilanymi  prądem 
elektrycznym oraz zastosować zasady bezpiecznej obsługi, 

−

 

udzielić pierwszej pomocy osobom porażonym prądem elektrycznym. 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

7 

4. 

MATERIAŁ NAUCZANIA 

 

4.1.  Podstawowe  pojęcia,  wielkości  elementy  w  obwodach 

elektrycznych i elektronicznych 

 

4.1.1.  Materiał nauczania 

 

Analizowanie obwodów elektrycznych i elektronicznych jest bardzo obszernym tematem 

ze  względu  na  powszechne  zastosowanie  obwodów  elektrycznych  i  elektronicznych.  Wiele 
maszyn  i  urządzeń  wykorzystywanych  jest  wyposażonych  w  elektronikę  oraz  obwody 
elektryczne.  Wynika  to  z  konieczności  konstruowania  złożonych  mechanizmów,  które 
powinny  być  napędzane  niezależnie  od  siebie.  Również  przekazywanie  energii  elektrycznej 
do  poszczególnych  elementów  wykonawczych  jest  łatwiejsze  niż  doprowadzenie  napędu 
mechanicznego od jednego silnika. Jest to powodem zapotrzebowania na energię elektryczną, 
potrzebną  do  zasilania  obwodów  elektrycznych  i  elektronicznych.  Energia  elektryczna  jest 
stosunkowo  tanim  źródłem  energii,  ekologicznym,  dostępnym  i  prostą  w  eksploatacji  – 
wymaga  tylko  przewodów  doprowadzających,  a  nie  złożonych  układów  napędowych  do  jej 
przekazania..  Energia  elektryczna  inaczej  nazywana  prądem  elektrycznym  powstaje  jako 
uporządkowany  ruch  ładunków  elektrycznych.  Jest  utożsamiany  w  obwodach  elektrycznych 
jako  natężenie  prądu  elektrycznego.  Natężenie  jest  definiowane  jako  stosunek  ładunku 
elektrycznego  przepływającego  przez  przekrój  poprzeczny  przewodu  (elementu)  do  czasu 
w jakim on przepływa. Natężenie prądu elektrycznego oznaczane jest literą „i” (dużą lub małą 
–dla  wartości  chwilowych).  Jest  to  wielkość  skalarna,  a  jej  jednostką  w  układzie  SI  jest 
1 amper  oznaczany  duża  literą  „A”.  Każdemu  punktowi  w  środowisku  przewodzącym  prąd 
elektryczny  można  przyporządkować  określony  potencjał  mierzony  względem  punktu 
odniesienia.  Różnicę  potencjałów  miedzy  dwoma  punktami  tego  środowiska  nazywamy 
napięciem elektrycznym. Napięcie elektryczne oznaczane będzie literą „U” (dużą lub wartości 
chwilowe małą). Jest to wielkość skalarna, a jej jednostką w układzie SI jest 1 wolt oznaczany 
dużą litera „V”. 
 

Prąd  elektryczny  jest  to  ruch  ładunków  elektrycznych  i  dlatego  ciała  występujące 

w  przyrodzie  klasyfikujemy  pod  względem  właściwości  elektrycznych  na  przewodniki, 
izolatory i półprzewodniki. 
 

Przewodniki są to ciała przez które może przepływać prąd elektryczny nazywany prądem 

przewodzenia.  Przewodniki  dzielimy  na  dwie  klasy:  pierwsza  klasa  to  metale,  druga  to 
elektrolity.  Przewodzenie  prądu  w  metalach  polega  na  ruchu  elektronów  swobodnych. 
Przewodnikami  drugiej  klasy  są  roztwory  wodne  kwasów,  zasad  i  soli  zwane  elektrolitami. 
Przewodzenie  prądu  polega  na  uporządkowanym  ruchu  jonów  wywołanymi  zewnętrznymi 
siłami  elektrycznymi.  Podczas  przepływu  prądu  przez  elektrolity  zachodzą  zmiany 
chemiczne. 

Izolatory  to  dielektryki  charakteryzujące  się  tym,  że  w  strukturze  ich  budowy  nie 

występują  elektrony  swobodne,  nie  posiadają  zdolności  przewodzenia  prądu  elektrycznego. 
Do  dielektryków  zaliczamy  wiele  ciał  stałych:  porcelana,  mika,  szkło,  papier,  bawełna, 
tworzywa  sztuczne.  Izolatorami  są  także  niektóre  ciecze:  woda  (destylowana  lub  czysta 
chemicznie nie posiadająca w swoim składzie minerałów i soli), olej mineralny i gazy. 

Półprzewodniki  są  to  ciała  posiadające  właściwości  pośrednie  w  stosunku  do 

przewodników  i izolatorów.  Zaliczamy  do  nich  np.  krzem,  german,  selen,  niektóre  tlenki 
metali. W określonych warunkach stają się bardzo dobrymi przewodnikami np. pod wpływem 
wysokiej  temperatury.  Technika  półprzewodnikowa  jest  obecnie  najbardziej  dynamicznie 
rozwijającą się gałęzią elektroniki. 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

8 

Elementy  półprzewodnikowe  wypierają  elementy  lampowe  używane  w  starych 

konstrukcjach.  Półprzewodniki  posiadają  różne  właściwości  i  charakteryzują  się 
niejednakowymi  zdolnościami  przewodzenia  prądu  co  jest  wykorzystywane  w  produkcji 
układów  scalonych.  Układy  scalone  znalazły  szerokie zastosowanie  jako elementy  sterujące. 
Za  pośrednictwem  układów  scalonych  możemy  sterować  dowolnie  parametrami  pracy 
maszyn  i  urządzeń.  Właściwości  te  spowodowały, że  układy  elektroniczne  znalazły  szerokie 
zastosowanie w technice. 
 
Materiały magnetyczne 

Wszystkie pierwiastki chemiczne  i  ich związki wykazują pewne własności  magnetyczne 

(zobacz  tabela  pierwiastków  na  dole  strony).  Nazwą  magnetyzm  określa  się  zespół  zjawisk 
fizycznych związanych z polem  magnetycznym,  które może  być wytwarzane zarówno przez 
prąd  elektryczny  jak  i  przez  materiały  magnetyczne.  Pole  magnetyczne  w  fizyce  jest 
przestrzenią,  w  której  siły  działają  na  poruszające  się  ładunki  elektryczne,  a  także  na  ciała 
mające  moment  magnetyczny,  niezależnie  od  ich  ruchu.  Stałe  pole  magnetyczne  jest 
wywoływane  przez  ładunki  elektryczne  znajdujące  się  w  ruchu  jednostajnym.  Istnieje  kilka 
podstawowych 

typów 

materiałów 

magnetycznych: 

diamagnetyki, 

paramagnetyki, 

ferrimagnetyki, ferromagnetyki, antyferromagnetyki. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys. 1. Wykaz pierwiastków z podziałem na typy materiałów magnetycznych [http://pl.wikipedia.org.] 

Grupa

 

1

 

2

 

 

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

 

10

 

11

 

12

 

13

 

14

 

15

 

16

 

17

 

18

 

 

I

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III

 

IV

 

V

 

VI

 

VII

 

VIII

 

Okres

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 

He

 

2

 

3 

Li

 

4 

Be

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 

B

 

6 

C

 

7 

N

 

8 

O

 

9 

F

 

10 

Ne

 

3

 

11 

Na

 

12 

Mg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 

Al

 

14 

Si

 

15 

P

 

16 

S

 

17 

Cl

 

18 

Ar

 

4

 

19 

K

 

20 

Ca

 

 

 

21 

Sc

 

22 

Ti

 

23 

V

 

24 

Cr

 

25 

Mn

 

26 

Fe

 

27 

Co

 

28 

Ni

 

29 

Cu

 

30 

Zn

 

31 

Ga

 

32 

Ge

 

33 

As

 

34 

Se

 

35 

Br

 

36 

Kr

 

5

 

37 

Rb

 

38 

Sr

 

 

 

39 

Y

 

40 

Zr

 

41 

Nb

 

42 

Mo

 

43 

Tc

 

44 

Ru

 

45 

Rh

 

46 

Pd

 

47 

Ag

 

48 

Cd

 

49 

In

 

50 

Sn

 

51 

Sb

 

52 

Te

 

53 

I

 

54 

Xe

 

6

 

55 

Cs

 

56 

Ba

 

*

 

 

72 

Hf

 

73 

Ta

 

74 

W

 

75 

Re

 

76 

Os

 

77 

Ir

 

78 

Pt

 

79 

Au

 

80 

Hg

 

81 

Tl

 

82 

Pb

 

83 

Bi

 

84 

Po

 

85 

At

 

86 

Rn

 

7

 

87 

Fr

 

88 

Ra

 

?

 

 

104 

Rf

 

105 

Db

 

106 

Sg

 

107 

Bh

 

108 

Hs

 

109 

Mt

 

110 

Ds

 

111 

Rg

 

112 

Uub

 

113 

Uut

 

114 

Uuq

 

115 

Uup

 

116 

Uuh

 

117 

Uus

 

118 

Uuo

 

8

 

119 

UUe

 

120 

Ubn

 

121 

Ubu

 

122 

Ubb

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lantanowce

 

*

 

57 

La

 

58 

Ce

 

59 

Pr

 

60 

Nd

 

61 

Pm

 

62 

Sm

 

63 

Eu

 

64 

Gd

 

65 

Tb

 

66 

Dy

 

67 

Ho

 

68 

Er

 

69 

Tm

 

70 

Yb

 

71 

Lu

 

   

Aktynowce

 

?

 

89 

Ac

 

90 

Th

 

91 

Pa

 

92 

U

 

93 

Np

 

94 

Pu

 

95 

Am

 

96 

Cm

 

97 

Bk

 

98 

Cf

 

99 

Es

 

100 

Fm

 

101 

Md

 

102 

No

 

103 

Lr

 

   

Legenda do układu okresowego

 

   Diamagnetyk   

 

   Paramagnety

k

 

   Ferromagnetyk   

 

   Ferrimagnetyk   

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

9 

Ferromagnetyki  są  grupą  najbardziej  znaczących  i  najszerzej  stosowanych  materiałów 

magnetycznych. Dzieli się je na trzy podgrupy. Są to materiały magnetycznie miękkie, twarde 
i  półtwarde.  W  zależności  od  sposobu  wytwarzania,  składu  chemicznego,  obróbki  oraz 
zastosowania, te trzy podgrupy dzielą się na szereg mniejszych kategorii. Na rys. 1 pokazano, 
które z pierwiastków należą do materiałów magnetycznych. 
 
Obwód elektryczny 

Za  obwód  elektryczny  uważa  się  takie  połączenie  elementów  ze  sobą,  że  istnieje 

możliwość  przepływu  prądu  w  tym  połączeniu.  Obwód  jest  odwzorowany  (przedstawiany) 
poprzez  schemat,  na  którym  elementy  zaznaczone  są  symbolami  graficznymi,  sposoby  ich 
połączenia  ze  sobą,  tworząc  określoną  strukturę.  W  skład  obwodu  oprócz  odbiorników 
wchodzą również: gałęzie, węzły, oczka - pełniącą ważną rolę w strukturze obwodu: 

−

 

gałąź obwodu jest tworzona poprzez jeden lub kilka elementów połączonych ze sobą, 

−

 

węzłem  obwodu  jest  zacisk  będący  końcówką  gałęzi  do  którego  można  dołączyć 
następną gałąź lub kilka gałęzi, 

−

 

źródła energii elektrycznej takie jak: akumulatory, baterie, prądnice, 

−

 

oczko  obwodu  to  zbiór  gałęzi  tworzących  obwód  zamknięty  dla  prądu  elektrycznego. 
Oczko ma właściwość, która charakteryzuje się tym, że po usunięciu dowolnej gałęzi ze 
zbioru pozostałe gałęzie nie tworzą drogi zamkniętej dla prądu elektrycznego, 

−

 

element  obwodu  to  część  obwodu,  która  jest  nie  podzielna  pod  względem 
funkcjonowania.  W  przypadku  podzielenia  elementu  traci  on  swoje  właściwości  oraz 
funkcje  jakie  pełni  w  obwodzie.  Elementy  tworzą  gałąź  obwodu,  przetwarzają  energię 
elektryczną  na  inną  formę  energii  np.  ciepło,  ruch  obrotowy.  Elementy  posiadają 
właściwości  kumulujące  energię  oraz  rozpraszające  ją,  tworząc  grupę  elementów 
pasywnych. Nie wytwarzają one energii, a jedynie ją przetwarzają. Elementy, które mają 
zdolność generowania energii nazywamy źródłami.  
 
Najważniejsze elementy o w obwodach elektrycznych i elektronicznych to: 

−

 

rezystor potocznie nazywany opornikiem, 

−

 

kondensator, 

−

 

cewka. 
Rezystor nazywany opornikiem to element pasywny rozpraszający energię. Rezystorowi 

przypisuje  się  jeden  parametr  (cechę)  nazywany  rezystancją  lub  oporem.  Rezystancję 
(oporność) oznaczamy dużą literą „R”. Właściwości rezystora możemy przedstawić w formie 
wzoru matematycznego wynikającego z prawa Ohma: 
 

 

gdzie: 
U – napięcie prądu, 
R – rezystancja, 
I – natężenie prądu. 
 

Spadek napięcia na rezystorze jest proporcjonalny do przepływającego przez niego prądu, 

a  współczynnik  proporcjonalności  jest  równy  rezystancji  (R).  Wartość  rezystancji 
określonego rezystora jest wartością stałą, a jednostką rezystancji jest Ohm (Ω). Opornik jest 
zbudowany  (wykonywany)  z  drutu  metalowego  lub  innych  materiałów  oporowych.  Symbol 
graficzny rezystora ma postać: 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

10 

 
 
 
 
 

Rys.  2.  Oznaczenie  rezystora  (opornika),  U

r

  napięcie  opornika,  I

r

  wartość  prądu  płynącego  przez  opornik, 

R rezystancja opornika [opracowanie własne] 

 

W  obwodach  elektrycznych  podstawowym  rezystorem  jest  przewód,  którym  jest 

rozprowadzana  energia  elektryczna.  Im  jest  dłuższy,  tym  posiada  większą  rezystancję,  czyli 
oporność, co powoduje większy spadek napięcia w instalacji. W przypadku dużych instalacji, 
podstawowym kontrolowanym parametrem jest pomiar wielkości rezystancji w obwodzie. 

Nadmierna  rezystancja  powoduje  zbyt  duże  spadki  napięcia  w  instalacji,  co  może 

spowodować  przepalenie  przewodu.  Skutkiem  zwiększonego  oporu  jest  wydzielanie  się 
ciepła,  zwiększanie  temperatury  podczas  przepływu  prądu,  który  napotyka  opór  podczas 
przepływu.  Wysoka  temperatura  może  spowodować  nieodwracalne  uszkodzenie  instalacji 
(zniszczenie izolacji) oraz powstania zagrożenia pożarem. 

Cewka,  zwana  również  induktorem,  jest  elementem  pasywnym  i  ma  zdolności  do 

gromadzenia energii w polu magnetycznym. Cewka ma postać zwojów drutu nawiniętych na 
rdzeń,  który  może  być  usunięty  lub  ruchomy  w  polu  cewki  (elektromagnes).  Cewce 
przypisuje  się  właściwość  nazywaną  indukcyjnością  własną,  oznaczoną  dużą  literą  „L”. 
Indukcyjność  cewki,  to  stosunek  strumienia  skojarzonego  do  prądu  płynącego  przez  nią. 
Strumień skojarzony cewki o „z” zwojach  jest równy sumie strumieni wszystkich zezwojów 
cewki. 

Obok  indukcyjności  własnej  wprowadzone  się  pojęcie  indukcyjności  wzajemnej. 

Indukcyjność  wzajemna  dotyczy  obwodów,  w  których  zostały  podłączone  do  układu  dwie 
cewki,  położone  bardzo  blisko  siebie.  W  tych  cewkach  zachodzi  zjawisko  przenikania 
wzajemnego  strumieni  magnetycznych.  Jeżeli  strumień  wytworzony  przez  jedną  cewkę  jest 
skojarzony  z  druga  cewką,  czyli  łączy  się  ze  strumieniem  drugiej  cewki,  to  takie  cewki 
nazywamy sprzężonymi magnetycznie. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys.  3.  Schemat  graficzny  dwóch  cewek  L

1

,L

2

  indukcyjność  poszczególnych  cewek,  U

M1

,  U

M2

  napięcia 

w poszczególnych cewkach, I

L1

, I

L2 

wartość prądu, M indukcyjność wzajemna [opracowanie własne] 

 

Cewki  stosuje  się  w  obwodach,  których  właściwości  uzależnione  są  od  częstotliwości 

prądu.  Indukcyjność  jest  to  cecha  cewki,  która  przeciwdziała  wszelkim  zmianom  płynącego 
przez  nią  prądu.  Jest  stosowana  do  tłumienia  wszelkiego  rodzaju  zmian  częstotliwości  tak, 
aby obwód elektryczny nie reagował na te skoki i pracował bez zakłóceń. Cewki w układach 
pełnią  rolę  filtra  przeciwzakłóceniowego,  tłumiąc  niepożądane  chwilowe  zmiany 

I

r

 

U

r

 

R 

L

1

L

1

L

2

L

2

U

U

I

I

M1

M2

M.

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

11 

częstotliwości.  Stosuje  się  je  głównie  w  zasilaczach,  transformatorach,  składających  się 
z kilku cewek oraz w instalacji przed odbiornikami prądu. 

Kondensator  to  kolejny  element  pasywny,  w  którym  jest  gromadzona  energia 

elektryczna.  Kondensator  charakteryzuje  się  pojemnością  oznaczaną  dużą  literą  „C”.  Jest 
zbudowany z okładzin,  izolatora, które często są nasączone olejem. Pojemność kondensatora 
jest  definiowana  jako  stosunek  ładunku  elektrycznego  zgromadzonego  w  kondensatorze  do 
napięcia między okładzinami tego kondensatora. 
 

W  układzie  SI  jednostką  ładunku  jest  Kolumb  (C),  a  pojemność  jest  mierzona 

w Faradach  (F)  przy  czym  1F  =1C/V.  Symbol  graficzny  kondensatora  jest  pokazany  na 
rysunku 4. 
 
 
 
 
 

 

Rys.  4.  Schemat  graficzny  kondensatora,  U

c

  napięcie  między  okładzinami  kondensatora,  I

c

  natężenie  prądu 

kondensatora, C pojemność kondensatora [opracowanie własne] 

 

Podobnie jak w przypadku cewki, jeśli napięcie na zaciskach kondensatora jest stałe, jego 

prąd jest równy 0. Kondensator zachowuje się wtedy jak przerwa (pomimo istnienia napięcia 
na zaciskach, prąd nie płynie).  

 
Źródło  energii  może  mieć  różną  postać,  w  zależności  od  sposobu  jej  wytwarzania. 

Rozróżniamy dwa typy źródeł elektrycznych: 

−

 

niesterowalne, 

−

 

sterowalne. 
Głównym zadaniem źródła jest generowanie energii elektrycznej, powstającej zwykle ze 

zmiany  innego  rodzaju  energii  na  energię  elektryczną.  Najczęściej  energia  elektryczna 
powstaje  z  energii  mechanicznej,  słonecznej,  jądrowej  i  chemicznej.  Symbol  idealnego,  nie 
sterowalnego, źródła prądu przedstawia poniższy rysunek: 

 

 
 
 
 

 

Rys.  5.  Schemat  graficzny  niesterowalnego  źródła  prądu  I  natężenie  źródła  prądu,  U  napięcie  źródła  prądu, 

[opracowanie własne] 

 

Kolejnymi elementami stosowanymi w automatyce i elektronice są: 

−

 

potencjometry, 

−

 

trymery, 

−

 

diody, 

−

 

tyrystory, 

−

 

tranzystory, 

−

 

układy scalone, 

−

 

mikrofony, głośniki, 

−

 

przełączniki, 

−

 

inne. 
 

 

I

c 

C 

U

c 

I

U

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

12 

Potencjometry  nazywane  są  również  jako  rezystory  nastawne.  Stosuje  się  je  gdy 

dobieranie  rezystancji  zwykłych  rezystorów  jest  pracochłonne  np.  zmiana  głośności 
w radioodbiorniku.  Potencjometry  mogą  być  obrotowe,  suwakowe.  Podobnie  jak  rezystory 
stałe,  potencjometry  charakteryzują  się  określoną  rezystancją  (zakresem  regulacji)  oraz 
obciążalnością.  Mogą  one  mieć  różne  charakterystyki  regulacyjne.  W  tym  celu  przyjęto 
oznaczenia A, B, C: 

−

 

w  potencjometrze  oznaczonym  literą  A  przyrost  rezystancji  jest  proporcjonalny  do  kąta 
obrotu, czyli liniowy, 

−

 

w  potencjometrze  oznaczonym  literą  B  rezystancja  rośnie  początkowo  powoli,  potem 
bardzo szybko, 

−

 

w  potencjometrze  oznaczonym  literą  C  rezystancja  rośnie  bardzo  szybko,  a  później 
powoli. 

 
 
 
 
 

Rys. 6. Ogólny schemat graficzne potencjometru [opracowanie własne] 

 

Trymery zwane jako kondensatory dostrojeniowe, służą do regulacji pojemności od kilku 

do  kilkudziesięciu  pikofaradów,  (przede  wszystkim w zakresie  małych pojemności). Stosuje 
się je w obwodach, w których zachodzi potrzeba zmian wartości pojemności, w zależności do 
warunków pracy. Konstrukcja trymerów może być bardzo zróżnicowana. 

 
Diody  posiadają  właściwość  jednokierunkowego  przewodzenia  prądu.  Stosowane  są, 

w zasilaczach,  jako  prostowniki  prądu  zmiennego,  a  także  jako  elementy  progowe 
umożliwiające  na przykład przepływ prądu w obwodzie, gdy  napięcie  na diodzie przekroczy 
określoną wartość. Diody mają dwie końcówki: 

−

 

anodę, 

−

 

katodę (oznaczona jest na obudowie kreską lub kropką). 
Przepływ  prądu  przez  diodę  (od  anody  do  katody)  następuje  wtedy,  gdy  napięcie  na 

anodzie  jest  wyższe  od  napięcia  na  katodzie,  o  pewną  wartość,  zwaną  napięciem 
przewodzenia.  Napięcie  to  zależy  od  materiału,  z  którego  wykonana  jest  dioda:  dla  krzemu 
wynosi  ono  ok.  0,7  V,  dla  germanu  0,3  V.  Do  celów  prostowniczych  stosuje  się  diody  dla 
bardzo  różnych  prądów  przewodzących.  Ze  względu,  że  diody  prostownicze  stosuje  się 
bardzo często,  zostały  wprowadzone  gotowe  mostki  prostownicze,  zawierające  odpowiednie 
połączenie diod prostowniczych. Odmianą diod zwykłych jest dioda Zenera tzw. stabilitrony. 
Mogą  one  przewodzić  prąd  w  odwrotnym  kierunku,  ale  tylko  w  momencie  przekroczenia 
określonego napięcia na złączu katoda-anoda, natomiast w kierunku przewodzenia zachowują 
się  jak  normalne diody. Diody Zenera stosuje się do stabilizacji napięcia zasilania. Posiadają 
one na obudowie napisaną wartość napięcia przebicia (przewodzenia w odwrotnym kierunku). 
 
 
 
 
 

 

Rys. 7. Ogólny schemat graficzne diody a) dioda zwykła, b) dioda Zenera [opracowanie własne] 

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

13 

Diody  LED  są  również  odmianą  tradycyjnych  diod.  Potrafią  one  emitować  światło 

zastępują tradycyjne żarówki  -  są  bardziej  niezawodne,  a  ich  efektywność  energetyczna  jest 
nieporównywalnie  większa.  Diody  LED  (elektroluminescencyjne)  różnią  się  od  diod 
zwykłych  jedynie  napięciem przewodzenia wynoszącym  1,4V dla diod czerwonych i 2V dla 
diod  żółtych  i  zielonych.  Najczęstszym  problemem  jest  podłączenie  zwykłej  diody  LED  do 
baterii.  Jak wcześniej  można  było zauważyć, polaryzacja diody  ma  bardzo ważne znaczenie. 
dlatego  należy  pamiętać,  że  anodę  (symbol  A)  podłączamy  do  plusa  zasilania,  a  katodę  do 
minusa. 

Istnieją  również  fotodiody,  które  różnią  się  od diod  konwencjonalnych  tym,  że  ich prąd 

w kierunku zaporowym nie jest bliski zeru, lecz zależy od natężenia światła. 

 
Tyrystory  są  elementami  półprzewodnikowymi,  które  pełnią  rolę,  podobnie  jak  diody, 

zaworów  elektrycznych.  Są  sterowane  jednak  wartością  napięcia  podawanego  na  trzecią  ich 
elektrodę  sterującą  nazywaną  bramką.  Dzięki  takiej  właściwości  tyrystory  mogą  być 
wykorzystywane  do  włączania  zasilania,  zarówno  w  obwodach  prądu  zmiennego  jak 
i stałego. Tyrystory mogą przewodzić prąd tylko w jedną stronę. Podstawowymi parametrami 
tyrystorów jest dopuszczalny prąd przewodzenia i maksymalne napięcie wsteczne. 

 
Tranzystory  umożliwiają  wzmacnianie  sygnałów.  Pełnią  również  rolę  przełączników 

elektronowych.  Mają  trzy  elektrody:  sterującą  –  bazę  B  oraz  dwie,  tworzące  obwód  prądu 
sterowanego  -  emiter  E  i  kolektor  C.  Schemat  tranzystora  przedstawiony  jest  na  rysunku  7. 
W zależności  od  kierunku  prąd  w  obwodzie  sterowanym,  rozróżnia  się  tranzystory  p–n–p. 
i n–p–n.  Ostatnio  produkuje  się  tranzystory  wyłącznie  krzemowe,  które  mają  lepsze 
parametry  niż  tranzystory  germanowe.  Po  włączeniu  źródła  prądu  w  obwód  emiter-kolektor 
tranzystor  praktycznie  nie  przewodzi  prądu,  nawet,  jeśli  bieguny  źródła  są  włączone 
w kierunku  przewodzenia,  czyli  plus  na  emiterze,  a  minus  na  kolektorze  dla  tranzystorów  
p–n–p. 

 
 
 
 
 

Rys. 8. Ogólny schemat graficzne tranzystora gdzie B – baza, E – emiter, C – kolektor [opracowanie własne] 

 
Doprowadzenie  napięcia  do  bazy,  o  znaku  plus  dla  tranzystora  p-n-p  powoduje 

pojawienie  się  prądu  w  obwodzie  emiter-kolektor.  Bardzo  ważne  jest  określenie,  czy 
tranzystor  jest  "spalony,  czy  też  nie.  W  miernikach  cyfrowych  znajdują  się  gniazda,  gdzie 
można  wsadzić  nóżki  tranzystora.  Jeżeli  miernik  wskaże  jakąś  wartość to  można  przyjąć, że 
tranzystor  jest  dobry.  Innym  sposobem  jest  sprawdzanie  za  pomocą  omomierza.  Przejścia 
powinny  być  pomiędzy  emiter  -  baza  i  baza  - kolektor. Tranzystory,  po układach  scalonych 
ulegają  najczęściej  (w  porównaniu  z  innymi  elementami)  zniszczeniu  poprzez  długi  czas 
lutowania  lub  przez  zbyt  wysokie  napięcie,  dlatego  podczas  naprawy  uszkodzonego  sprzętu 
sprawdzamy je w pierwszej kolejności. 

Układy  scalone  w  istocie  stanowią  połączenie  wielu  tranzystorów,  oporników  i  diod 

wykonanych  w  jednym  elemencie,  z  materiału  półprzewodnikowego,  zamkniętych 
w obudowie  wielonóżkowej.  Układy  scalone  przeznaczone  są  do  spełniania  określonej 
funkcji,  o  różnym  zastosowaniu.  Układy  dzielą  się  na  analogowe  nazywane  również 
liniowymi  np.  wzmacniacze  operacyjne,  wzmacniacze  mocy,  układy  radiowe  i  telewizyjne, 
stabilizatory napięcia oraz cyfrowe, przeznaczone do realizacji funkcji logicznych.  

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

14 

Przełączniki  klawiszowe  są  obecnie  zastępowane  przełącznikami  mniejszymi  i  bardziej 

estetycznymi,  jednak  w  starszych  odbiornikach  prądu  były  bardzo  często  stosowane.  Każdy 
z segmentów  tego  elementu  ma  dwie,  cztery  lub  sześć  sekcji  trójkońcówkowych, w których 
końcówka środkowa zwierana jest, w zależności od położenia klawisza, z końcówką przednią 
lub  tylnią.  Obecnie  produkowanych  jest  bardzo  dużo  różnorodnych  przełączników, 
włączników,  dlatego  jeżeli  nie  znamy  ich  zasady  działania,  to  wystarczy  sprawdzić 
omomierzem  lub  próbnikiem  połączeń,  aby  określić  zależności  między  położeniem 
przełącznika, a zwieranymi końcówkami. 

 

4.1.2.  Pytania sprawdzające  

 
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jakie są główne zalety energii elektrycznej? 
2.  Co nazywamy dielektrykami? 
3.  Co to są przewodniki? 
4.  Co to są półprzewodniki? 
5.  Jakie są właściwości półprzewodników? 
6.  Co to są materiały magnetyczne? 
7.  Jak klasyfikujemy materiały magnetyczne? 
8.  Co to jest obwód elektryczny? 
9.  Co to jest rezystor, jakie ma właściwości? 
10.  Co to jest cewka i jakie ma właściwości? 
11.  Co to jest kondensator i jakie ma właściwości? 
 

4.1.3.  Ćwiczenia 

 
Ćwiczenie 1 

Dokonaj klasyfikacji elementów na półprzewodniki, przewodniki i izolatory. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia  

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,  
2)  zaplanować tok postępowania, 
3)  odszukać elementy półprzewodnikowe, 
4)  odszukać elementy przewodnikowe, 
5)  odszukać elementy izolacyjne, 
6)  ocenić wykonane ćwiczenie, 
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

elementy półprzewodnikowe, przewodnikowe, izolacyjne, 

−

 

uniwersalny miernik elektryczny, 

−

 

literatura dotycząca podstawowych elementów elektronicznych. 

 
Ćwiczenie 2 

Rozróżnij odbiorniki elektryczne i źródło prądu na schemacie oraz opisz ich właściwości 

w obwodzie elektrycznym. 

 
 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

15 

Sposób wykonania ćwiczenia  

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,  
2)  zaplanować tok postępowania, 
3)  rozpoznać elementy instalacji elektrycznej na schemacie, 
4)  wypisać odbiorniki prądu na arkuszu papieru, 
5)  wypisać źródło prądu na arkuszu papieru, 
6)  ocenić wykonane ćwiczenie, 
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

schemat instalacji elektrycznej, 

−

 

oznaczenia elementów na schematach, 

−

 

instalacje elektryczne, 

−

 

poradnik elektryka. 

 

Ćwiczenie 3 

Połącz w obwód elektryczny źródło prądu o napięciu 24 V oraz odbiorniki prądu, według 

schematu otrzymanego od nauczyciela. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia  

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zgromadzić elementy i materiały potrzebne do wykonania ćwiczenia, 
2)  zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,  
3)  zorganizować narzędzia niezbędne do wykonania ćwiczenia, 
4)  zaplanować tok postępowania, 
5)  przeanalizować schemat, 
6)  wykonać połączenie układu, 
7)  sprawdzić poprawność połączeń, 
8)  ocenić wykonane ćwiczenie, 
9)  zaprezentować wykonane ćwiczenie. 

 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

schemat połączenia elementów, 

−

 

elementy obwodu elektrycznego, 

−

 

narzędzia montażowe do wykonania ćwiczenia, 

−

 

instrukcja bezpieczeństwa i higieny pracy. 

 

4.1.4. Sprawdzian postępów 

 

 

Czy potrafisz: 

Tak 

Nie 

1)  rozpoznać podstawowe elementy obwodów elektrycznych?  

 

 

2)  wymienić podstawowe elementy obwodów elektronicznych? 

 

 

3)  wyjaśnić pojęcie prądu elektrycznego? 

 

 

4)  rozróżnić materiały przewodzące, półprzewodzące, izolacyjne? 

 

 

5)  wyjaśnić podstawowe pojęcia z zakresu elektrotechniki i elektroniki? 

 

 

6)  odczytać podstawowe symbole elementów obwodu elektrycznego?  

 

 

7)  zinterpretować podstawowe symbole elementów obwodu 

elektrycznego? 

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

16 

4.2.  Źródła prądu i obwody elektryczne

 

 

4.2.1.   Materiał nauczania  

 

Źródła energii można podzielić na odnawialne i nieodnawialne. Używanie odnawialnych 

źródeł energii nie wiąże się z ich zużywaniem. Przeciwieństwem ich są nieodnawialne źródła 
energii,  czyli  źródła,  w  których  zużywa  się  materiały  energetyczne  znacznie  szybciej  niż 
następuje ich naturalne odtwarzanie i uzupełnianie zasobów. Nieodnawialne źródła energii to 
wszelkie  źródła  energii,  które  nie  odnawiają  się  w krótkim  okresie.  Źródłami 
nieodnawialnymi  są  przede  wszystkim  paliwa  kopalne:  węgiel  kamienny,  węgiel  brunatny, 
torf, ropa naftowa i gaz ziemny. 

Najwcześniej  eksploatowanym  ze  źródeł  odnawialnych  jest  energia  spadku  wody. 

Pozostałe źródła odnawialne – energia słoneczna, energia wiatru, biomasy, biogazu, pływów 
morskich,  energia  geotermalna  i  inne  –  są  używane  na  mniejszą  skalę.  Energia  odnawialna 
jest przez niektóre środowiska przedstawiana jako synonim energii przyjaznej dla środowiska. 

Ze  stosowanych  dziś  na  dużą  skalę  źródeł  energii  najmniejszy  efekt  degradacji 

środowiska ma energetyka jądrowa. Duże szkody wyrządzają zaś zarówno energetyka oparta 
na  surowcach  kopalnych  –  głównie  w  postaci  zanieczyszczania  atmosfery,  jak  i  na  energii 
spadku wody – przez zmiany w ekosystemach spowodowane tworzeniem zapór i sztucznych 
zbiorników wody. 

Źródła  prądu  elektrycznego  możemy  podzielić  ze  względu  na  rodzaj  wytwarzanego 

prądu:  przemienny  i  stały.  Prąd  przemienny  stosowany  jest  w sieciach  energetycznych  oraz 
tam,  gdzie  wymagane  jest  zasilanie  odbiorników  wykorzystujących  prąd  przemienny.  Prąd 
stały, o napięciach niskich 12 V i 24 V jest wykorzystywany do zasilania niedużych instalacji 
elektrycznych  np.  w  pojazdach  i  maszynach  oraz  w  instalacjach  bezpieczeństwa  dla 
zabezpieczenia  człowieka  przed  porażeniem  wysokim  napięciem.  Natomiast  prąd  stały 
o wyższych napięciach stosuje się tam gdzie jest wymagany ten typ napięcia przez odbiorniki 
prądu stałego. 
 

Źródłami  prądu  powszechnie  stosowanymi  w  motoryzacji  jest  prądnica  oraz  alternator. 

Nazywamy  je  również  elementami  prądotwórczymi  przetwarzającymi  energię  mechaniczną 
na  energię  elektryczną.  Mają  one  za  zadanie  wytworzyć  tyle  energii,  aby  spełnić 
zapotrzebowanie odbiorników w pojeździe. 

Prąd  przemienny  (ang.  alternating  current,  AC)  jest  charakterystycznym  przypadkiem 

prądu elektrycznego okresowo zmiennego, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom 
w powtarzalny,  okresowy  sposób,  z  określoną częstotliwością.  Wartości chwilowe  natężenia 
prądu  przemiennego  przyjmują  naprzemiennie  wartości  dodatnie  i  ujemne  (stąd  nazwa 
przemienny).  Najczęściej  pożądanym  jest,  aby  wartość średnia całookresowa  (tzn. składowa 
stała)  wynosiła  zero.  Stosunkowo  największe  znaczenie  praktyczne  mają  prąd  i  napięcie 
o  przebiegu  sinusoidalnym.  Dlatego  też,  w  żargonie  technicznym  często  nazwa  prąd 
przemienny  oznacza  prąd  sinusoidalny.  Jeśli  zakłócenia  lub  nieliniowość  powodują 
zdeformowanie  sinusoidalnego  kształtu,  wówczas  taki  niesinusoidalny  przebieg  nosi  nazwę 
przebiegu odkształconego. 

Prąd stały (ang. direct current, DC) – w odróżnieniu od prądu zmiennego i przemiennego 

(ang.  alternating  current,  AC)  –  prąd  stały  charakteryzuje  się  stałą  wartością  natężenia  oraz 
kierunkiem  przepływu. Zaletą prądu stałego  jest to,  że w przypadku zasilania takim prądem 
wartość chwilowa dostarczanej mocy jest stała, co ma duże znaczenie dla wszelkich układów 
wzmacniania  i  przetwarzania  sygnałów.  Większość  półprzewodnikowych  układów 
elektronicznych  zasilana  jest  prądem  stałym  (a  przynajmniej  napięciem  stałym).  Główną 
zaletą takiego rozwiązania jest to, że urządzenia zawierające układy elektroniczne mogą być 
zasilane bezpośrednio z przenośnych źródeł energii (baterii lub akumulatorów). 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

17 

 

Ogniwa elektrolityczne to dwie dowolne elektrody wykonane z różnych metali zanurzone 

w  elektrolicie.  Taki  element  nazywany  jest  również  elektrochemicznym  ogniwem 
galwanicznym.  W  wyniku  zachodzących  zmian  chemicznych  miedzy  elektrodami  powstaje 
siła  elektromotoryczna.  Po  przyłączeniu  do  nich  zewnętrznego  obwodu  elektrycznego 
powstała  energia  chemiczna  przemienia  się  w  energię  elektryczną  dostarczaną  do 
podłączonego  obwodu.  Ogniwa  elektrochemiczne  mogą  mieć  postać  nieodwracalną 
(pierwotną)  lub  odwracalną  (wtórną).  Ogniwa  pierwotne  w  wyniku  przemian  chemicznych 
zużywają się  nieodwracalnie. Zużyciu ulegają elektrody  i elektrolit, co powoduje, że ogniwo 
jest  nieużyteczne.  Ogniwa  wtórne,  do  których  należą  akumulatory,  po  uprzednim 
rozładowaniu 

są 

poddawane 

procesowi 

regeneracji 

podczas 

ładowania.  Siła 

elektromotoryczna  ogniwa  pierwotnego  zależy  jedynie  od  materiałów  użytych  do  jego 
budowy.  Rozmiary  ogniwa  decydują  o  ilości  ładunku  elektrycznego,  który  może  być  przez 
nie  wytworzony.  Ilość  ładunku  elektrycznego,  który  charakteryzuje  ogniwo  i  nazywa  się 
pojemnością ogniwa, możemy obliczyć z zależności: 

Q=I t 

gdzie: 
I – prąd odbierany z ogniwa,  
t – czas w którym ten prąd był pobierany, 
Q – wielkość wyrażana w amperogodzinach [Ah]. 

Istnieją  różne  typy  ogniw  elektrochemicznych.  Najbardziej  rozpowszechnionym  jest 

ogniwo  węglowo  –  cynkowe.  Autorem  tego  ogniwa  jest  Leclanche  z  tego  powodu  często 
ogniwo to nazywane jest ogniwem Leclanche’go. W ogniwie tym elektroda węglowa stanowi 
biegun  dodatni  (anoda),  elektroda  cynkowa  to  biegun  ujemny  (katoda)  a  elektrolitem  jest 
wodny roztwór salmiaku (ogniwo mokre) lub salmiak w postaci żelu (ogniwo suche). 

Ogniwo  takie  wytwarza  siłę  elektromotoryczną  (energię  elektryczną)  o  wartości  około 

1,5  V.  Dla  uzyskania  większej  wartości  elektromotorycznej  łączy  się  pojedyncze  ogniwa 
szeregowo co w rezultacie tworzy baterię.  Znalazły one zastosowanie do zasilania urządzeń, 
przyrządów itp. 

Źródłem  prądu  w  pojazdach  jest  akumulator.  Do  ponownego  uzupełniania  ładunku 

elektrycznego, po częściowym rozładowaniu służy prądnica lub alternator, gdy pracuje silnik. 
Akumulatory w pojazdach to baterie pełniące rolę źródła prądu potrzebnego do uruchomienia 
pojazdu,  a  także  zasilania  innych  odbiorników,  gdy  nie  pracuje  silnik.  Po  uruchomieniu 
pojazdu źródłem energii jest prądnica (alernator) napędzana przez silnik spalinowy za pomocą 
przekładni pasowej. 

Typowy  akumulator  jest  zbudowany  z  6  ogniw  ołowiowo  –  kwasowych,  połączonych 

szeregowo.  Każde  ogniwo  generuje  siłę  elektromotoryczną  równą  2,1  V.  Akumulator 
generuje zatem łączne napięcie znamionowe równe 12,6 V. 

Typowy akumulator samochodowy, złożony z 6 ogniw posiada: 

−

 

siłę elektromotoryczną równą 12,6 V, 

−

 

minimalne  napięcie  (wskazujące  na  stan  głębokiego  rozładowania  1,75  V  dla 
pojedynczego ogniwa – 10,5 V. 
Pojedyncze ogniwo składa się z: 

−

 

anody  wykonanej  z  metalicznego  ołowiu  (–)  w  trakcie  poboru  prądu  i  (+)  w  trakcie 
ładowania, 

−

 

katody wykonanej z PbO

2

 (+) w trakcie poboru prądu i (–) w trakcie ładowania, 

−

 

elektrolitu  –  którym  jest  wodny  roztwór  kwasu  siarkowego  o  określonym  stężeniu 
z rozmaitymi dodatkami polepszającymi jego właściwości. 

 

Wadą  akumulatorów  ołowiowych  jest  ryzyko  wycieku  z  nich  kwasu  siarkowego  oraz 

parowanie  wody  powodujące  zbyt  duże  jego  stężenie  w  elektrolicie.  Oba  problemy 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

18 

rozwiązuje  się  stosując  bardzo  szczelne,  nierozbieralne  obudowy  lub  stosując  elektrolity 
żelowe. Elektrolity żelowe są nadal wodnymi roztworami kwasu siarkowego, jednak dodaje 
się  do  nich  środka  żelującego  (np:  żywice  silikonowe),  który  jednocześnie  zapobiega 
parowaniu  wody  i  wyciekom.  Oba  typy  akumulatorów  –  uszczelnione  i  żelowe  nazywa  się 
"bezobsługowymi"  gdyż  w  zasadzie  nie  wymagają  one  kontrolowania  składu  i  ilości 
elektrolitu. Żadna forma elektrolitu nie zapobiega jednak problemom wynikającym z częstego 
rozładowywania akumulatora. Budowę akumulatora przedstawia rysunek 9. 

Ładowanie akumulatorów "bezobsługowych" jest przeprowadzane w ten sam sposób jak 

"obsługowych",  nie  należy  tylko  dokonywać  w  nich samodzielnego  uzupełniania  elektrolitu. 
Obudowy  akumulatorów  nie  są  nigdy  absolutnie  szczelne,  bo  powodowałoby  to 
niebezpieczeństwo  wybuchu  na  skutek  dużego  wzrostu  ciśnienia  we  wnętrzu  w  efekcie 
wydzielania wodoru i tlenu w trakcie jego przeładowywania. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys.  9.  Budowa  akumulatora  bezobsługowego:  1  –  osłona  przeciwogniowa,  2  –  wskaźnik  ładowania,  

3  –  pokrywa  połączona  do  obudowy  zabezpieczająca  przed  zanieczyszczenie  elektrolitu  
i  niepotrzebnemu  dolewaniu  wody,  4  –  obudowa  z  polipropyleny  żebrowanego  dla  wzmocnienia 
konstrukcji,  5  –  siatki  ze  stopu  rafiowego,  6  –  płyty  ołowiane  akumulatora,  7  –  osłony  izolujące,  
8 – złącze płyt. 9 – odkraplacz cieczy [www.pl.wikipedia.org] 

 

Prawidłowe  napięcie  ładowania  akumulatora  kwasowego  –  minimalne  13,2  V  – 

maksymalne  15,2V.  Podczas  zasilania  napięciem  powyżej  15,2  V,  występuje  napięcie 
przeładowania,  co  objawia  się  bardzo  intensywnym  wydzielaniem  wodoru  –  akumulator 
intensywnie  gazuje  (gotuje  się),  co  powoduje  znaczne  ubytki  elektrolitu.  Zjawisko  to  może 
wystąpić po uszkodzeniu układu regulatora napięcia w układzie ładowania. 

 

 
Obwód  elektryczny  –  układ  źródeł  prądu  i  napięcia,  przewodów  elektrycznych,  przez 

które  prąd  może  płynąć  bez  przerwy,  oraz  rozmaitych  elementów  obwodów  elektrycznych 
elementów aktywnych lub pasywnych obwodu jak rezystory, kondensatory, cewki (zwojnice), 
diody,  wzmacniacze,  transformatory,  itp.  Podstawowy  podział  obwodów  elektrycznych 
obejmuje dwa następujące rodzaje: 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

19 

−

 

obwody liniowe, w których wszystkie elementy spełniają prawo Ohma,  

−

 

obwody  nieliniowe,  w  których  zależność  pomiędzy  prądem  a  napięciem  jest  funkcją 
nieliniową (rezystancja dynamiczna może przyjmować wartości ujemne). 
Ze względu na rodzaj prądu zasilającego, obwody dzieli się na: 

−

 

obwody prądu stałego,  

−

 

obwody prądu przemiennego.  
Ponadto, płynący w obwodzie elektrycznym prąd może przenosić informacje (za pomocą 

impulsów elektrycznych), wówczas podział obejmuje zależności czasowo – napięciowe: 

−

 

obwody  cyfrowe  wartości  napięcia  mogą  w  takich  obwodach  przyjmować  tylko 
określone poziomy, 

−

 

obwody  analogowe  gdzie  wartości  prądu  i  napięcia  mogą  przyjmować  ciągłe  spektrum 
wartości. 
Częścią  obwodu  elektrycznego  poza  źródłem  energii  jest  odbiornik.  Odbiorniki  to 

wszystkie  urządzenia  umieszczone  w  obwodzie,  takie  jak  oporniki,  silnik  elektryczny, 
elementy  emitujące światło,  itd.  Odbiorniki  kształtują  nieprzerwaną  ścieżkę  łączącą  bieguny 
źródła  energii  elektrycznej.  Podstawowe  sposoby,  w  jakie  łączy  się  części  obwodu  to 
połączenie  szeregowe,  oraz  połączenie  równoległe.  Bardziej  złożone  obwody  powstają  na 
skutek  połączeń  zarówno  szeregowych  jak  i  równoległych  –  są  to  obwody  szeregowo 
równoległe. Skomplikowane obwody szeregowo – równoległe  można analizować za pomocą 
pierwszego i drugiego prawa Kirchhoffa. Prawa te umożliwiają obliczenie wartości natężenia 
prądów przepływających przez poszczególne elementy obwodu, jak również spadki  napięcia 
na  nich.  W prostym obwodzie  składającym się z  małej żarówki, baterii  i dwóch przewodów, 
prąd  elektryczny  płynie  od  dodatniego  końca  (bieguna)  baterii,  poprzez  pierwszy  przewód, 
włókno  żarówki  (jest  to  także  rodzaj  przewodu),  a  następnie  drugim  przewodem  płynie 
z powrotem, do ujemnego bieguna baterii i dalej przez baterię do bieguna dodatniego. Kiedy 
prąd  elektryczny  przepływa  przez  włókno, podgrzewa się  ono  i  żarówka  świeci. Na  jednym 
z przewodów można umieścić wyłącznik. Przykładem takiego obwodu jest latarka. 

Gdy przełącznik  jest w stanie otwartym, połączenie jest przerwane, prąd elektryczny  nie 

może  przepłynąć  przez  obwód  i  żarówka  nie  świeci.  Gdy  przełącznik  jest  zamknięty,  prąd 
płynie i żarówka świeci. Jeśli przez włókno żarówki przepływa zbyt duży prąd, może się ono 
przepalić.  By  zapobiec  takiemu  zdarzeniu  w  obwodzie  można  umieścić  bezpiecznik 
elektryczny  (przerywacz  obwodu).  Gdy  przez  bezpiecznik  przepływa  zbyt  duży  prąd, 
przewód znajdujący się w nim przepala się i ulega stopieniu, tym samym przerywając obwód 
i  zatrzymując  przepływ  prądu.  Przewód  umieszczony  w  bezpieczniku  jest  tak 
zaprojektowany,  by  uległ  stopieniu  (przepaleniu),  zanim  temu  samemu  zjawisku  uległoby 
włókno żarówki. 
 
Elektroliza 

Podczas  przepływu  prądu  elektrycznego  przez  elektrolit  (substancję  przewodzącą  prąd) 

zachodzi  chemiczny  rozkład  zwany  elektrolizą.  Zjawisko  to  polega  na  wydzielaniu  się  na 
elektrodzie substancji  stanowiących wynik rozkładu elektrolitu. Masa substancji wydzielonej 
na  elektrodzie  podczas  przepływu  prądu  elektrycznego  jest  wprost  proporcjonalna  do 
natężenia  prądu  oraz  czasu  trwania  elektrolizy.  Tak  dokładnie  brzmi  pierwsze  prawo 
Faradaya.  Zastosowanie  tego  prawa  jest  szerokie  w  praktyce  i  dotyczy  różnych  dziedzin 
życia.  Elektroliza  rozległe  zastosowanie  głównie  w  elektrometalurgii,  galwanostegii 
i galwanoplastyce.  

Elektrometalurgia jest to dział zajmujący się otrzymywaniem metali o wysokiej czystości 

np.  miedzi,  aluminium  metodą  elektrolityczną.  W  przyrodzie  miedź  występuje  jako  ruda 
posiadająca  domieszki  różnych  pierwiastków.  W  celu  pozbycia  się  zanieczyszczeń  miedzi 
przeprowadza  się  elektrolizę  w  specjalnych  wannach  elektrolitycznych  w  których  anodę 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

20 

stanowi 

ruda 

miedzi, 

katodę 

natomiast 

cienka 

blacha 

z 

czystej 

miedzi 

a  elektrolitem  jest  roztwór  wodnego  siarczanu  miedzi  (CuSO

4

).  W  wyniku  elektrolizy  na 

katodzie osadzają się jony czystej miedzi natomiast zanieczyszczenia opadają na dno wanny. 

Galwanostegia  jest  to  dział  galwanotechniki  zajmujący  się  powlekaniem  metali  mniej 

odpornych na korozje cienką warstwą innego metalu, bardziej odpornego (złotem, niklem). 

Galwanoplastyka  zajmuje  się  elektrolitycznym  otrzymywaniem  bardzo  dokładnych 

plastycznych kopii przedmiotów (płaskorzeźb, monet, metali). 
 

4.2.2. Pytania sprawdzające 

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jak powstaje prąd elektryczny? 
2.  Jakie wystepują rodzaje źródła prądu? 
3.  Jakie mamy rodzaje prądu? 
4.  Co nazywamy elektrolizą? 
5.  Gdzie występuje elektroliza? 
6.  Co to jest ogniwo elektrolityczne? 
7.  Jaka jest budowa ogniwa elektrolitycznego? 
8.  Jak dzielimy ogniwa elektrochemiczne? 
9.  Jak zbudowane jest ogniwo Laclanche’go? 
10.  Co nazywamy baterią? 
11.  Co to jest akumulator? 
12.  Z jakich elementów się składa akumulator 12V? 
13.  Co to jest obwód elektryczny? 
14.  Jakie rozróżniamy rodzaje obwodów? 
 

4.2.3.  Ćwiczenia

 

 
Ćwiczenie 1  

Opisz  budowę  akumulatora  samochodowego.  Sprawdź  poziom  i  gęstość  elektrolitu 

w poszczególnych celach. Uzupełnij poziom elektrolitu. 

 
Sposób wykonania ćwiczenia  
 
Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:  

1)  określić zasady bezpiecznej pracy, 
2)  przeanalizować instrukcję obsługi akumulatora, 
3)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
4)  rozróżnić elementy budowy akumulatora, 
5)  sprawdzić stan techniczny akumulatora wizualnie, 
6)  sprawdzić poziom elektrolitu w poszczególnych celach (uzupełnić w miarę potrzeby), 
7)  dokonać pomiaru gęstości elektrolitu, 
8)  dokonać oceny poprawności wykonania ćwiczenia,  
9)  uporządkować miejsce pracy, 
10)  zaprezentować wnioski z wykonanego ćwiczenia prowadzącemu. 

 
Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

akumulator obsługowy, 

−

 

areometr, 

−

 

woda destylowana, 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

21 

−

 

stanowisko do wykonania pomiarów, 

−

 

instrukcja obsługi akumulatora, 

−

 

środki ochrony indywidualnej. 

 
Ćwiczenie 2  

Rozpoznaj odbiorniki elektryczne w pojeździe marki New Holland, wypisz je na arkuszu 

papieru oraz zapisz jakie posiadają wartości zabezpieczeń prądowych. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia  

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko do wykonania ćwiczenia,  
2)  zaplanować tok postępowania, 
3)  rozpoznać elementy instalacji elektrycznej, 
4)  wypisać odbiorniki prądu na arkuszu papieru, 
5)  odszukać zabezpieczenia do wskazanych odbiorników, 
6)  spisać wartości zabezpieczeń i przyporządkować je właściwym odbiornikom prądu, 
7)  ocenić wykonane ćwiczenie, 
8)  zaprezentować wykonane ćwiczenie. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

ciągnik rolniczy marki New Holland, 

−

 

instrukcja obsługi ciągnika. 

 

4.2.4. Sprawdzian postępów 
 

Czy potrafisz: 

Tak 

Nie 

1)  rozróżnić źródła prądu? 

 

 

2)  scharakteryzować rodzaje prądu elektrycznego? 

 

 

3)  wyjaśnić jak zbudowany jest obwód? 

 

 

4)  scharakteryzować rodzaje obwodów elektrycznych? 

 

 

5)  rozróżnić obwody elektryczne pod względem budowy? 

 

 

6)  rozpoznać podstawowe przyrządy pomiarowe? 

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

22 

4.3.  Prawa i parametry opisujące obwody elektryczne 

i elektroniczne 

 

4.3.1.  Materiał nauczania  

 

Analiza  obwodu  elektrycznego  to  pojęcie  pod  którym  rozumiemy  proces  określający 

rozpływ  prądu  i  rozkład  napięcia  w  obwodzie  elektrycznym.  Podstawą  analizy  obwodów 
elektrycznych  są  prawa  sformułowane  przez  niemieckiego  fizyka  Gustawa  Kirchhoffa 
żyjącego  w  XIX.  Pierwsze  określa  bilans  prądów  w  węźle  obwodu  elektrycznego,  a  drugie 
jest  bilansem  napięć  w  oczku.  Pierwsze  prawo  stwierdza,  że suma prądów  w każdym  węźle 
elektrycznym  jest  równa  0.  Oznacza  to,  że  jeśli  do  węzła  dopływa  określona  wartość  prądu 
(suma prądów wpływających) to z tego węzła musi odchodzić taka sama wartość prądu (suma 
prądów wypływających). Jest to uwidocznione na rysunku 10. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Rys. 10. Schemat węzła elektrycznego – prądy dopływające do węzła I

1

, I

2

,I

3

, prądy wychodzące z węzła I

4

, I

5

 

[opracowanie własne] 

 

Prądy  wpływające  do  węzła  we  wzorach  matematycznych  oznaczmy  „+”,  a  prądy 

wypływające z węzła we wzorach matematycznych oznaczamy „–”, co pozwala nam zapisać 
równanie w postaci: 
 

I

1

+I

2

+I

3

-I

4

-I

5

=0 

 
Można również zapisać bilans prądów dopływających i odpływających od węzła w postaci: 
 

I

1

+I

2

+I

3

=I

4

+I

5

 

 

Każdy  obwód  może  być  opisany  za  pomocą  ilości  równań  w  liczbie  N–1,  gdzie  N 

oznacza  liczbę  węzłów  w  opisywanym  obwodzie.  Suma  spadków  napięć  i  siły 
elektromotorycznej w każdym oczku obwodu elektrycznego jest równa 0. Sumowanie napięć 
w  poszczególnych  gałęziach  występujących  w  analizowanym  oczku  dotyczy  napięć 
uporządkowanych co do kierunku przepływającego prądu. 

Drugie  prawo  Kirchhoffa  stwierdza,  iż  suma  wszystkich  spadków  napięć  w  obwodzie 

zamkniętym musi być równa sumie napięć na źródłach napięcia tego obwodu. Zasadę pisania 
równań wynikających z drugiego prawa wyjaśnione jest na przykładzie 1. 
 
 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

23 

Przykład 1 

Na rysunku 11 jest ukazane oczko, w skład którego wchodzą oporniki (rezystory) U

1

, U

2

, 

U

3

,  U

4

,  oraz  źródło  napięcia  „E”.  Wykorzystując  II  prawo  Kirchhoffa  zapiszemy  wzór 

wyjaśniający zasadę równowagi napięć w oczku. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Rys. 11. Przykład oczka obwodu elektrycznego, U

1

 U

2

 U

3

 U

4

 napięcia na poszczególnych rezystorach, E źródło 

energii [opracowanie własne] 

 

Uwzględniając  kierunek  napięć  oznaczonych  na  rysunku,  równanie  napięci  według 

drugiego prawa Kirchhoffa dla oczka przyjmuje postać: 
 

U

1

+U

2

+U

3

-U

4

-E=0 

 
Równanie to możemy zapisać jako bilans napięć w postaci: 
 

E=U

1

+U

2

+U

3

-U

4 

 

Dla  każdego  obwodu  można  napisać  tyle  równań  oczkowych,  ile  oczek  wyodrębnimy 

w tym obwodzie, przy czym równania będą równaniami zależnymi.  
 

Prawo  Ohma  to  kolejne,  opisująca  parametry  obwodów  elektrycznych  i  dotyczy  ona 

oporności  obwodu.  Mówi,  że  stosunek  natężenia  prądu  płynącego  przez  przewodnik  do 
napięcia  pomiędzy  jego  końcami  jest  stały.  Prawidłowość  tę  odkrył  w  1827  roku  niemiecki 
fizyk, profesor politechniki w Norymberdze i uniwersytetu w Monachium Georg Simon Ohm. 
Prawo Ohma określa opór elektryczny przewodnika i ma postać: 
 

R=U/I 

gdzie: 
R – rezystancja, 
U – napięcie prądu, 
I – natężenie prądu. 
 

Prawo  to  jest  prawem  doświadczalnym  i  jest  dość  dokładnie  spełnione  dla  ustalonych 

warunków przepływu prądu, szczególnie z uwzględnieniem  stałej temperatury przewodnika. 
Materiały,  które  się  do  niego  stosują,  nazywamy  przewodnikami  omowymi  lub 
,,przewodnikami liniowymi", w odróżnieniu od przewodników nieliniowych, w których opór 
jest  funkcją  natężenia  płynącego  przez  nie  prądu.  Prawo  to,  także  nie  jest  spełnione,  gdy 

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

24 

zmieniają  się  parametry  przewodnika,  szczególnie  temperatura.  Ze  wszystkich  materiałów 
przewodzących prawo Ohma najdokładniej jest spełnione w przypadku metali. 

 
Kolejnym  parametrem  ważnym  dla  obwodów  elektrycznych  jest  moc  i  energia  prądu 

elektrycznego. Moc składa się z dwóch części mianowicie mocy biernej i mocy czynnej. 

Jednostką mocy w układzie SI jest Wat (W). Do obliczeń i ćwiczeń używa się mocy tak 

zwanej  chwilowej,  która  nie  określa  czasu  pobierania  mocy  dla  ułatwienia  obliczeń.  Moc 
chwilową można przedstawić w postaci wzoru: 
 

P=U I 

 
gdzie: 
P – moc chwilowa, 
U – napięcie, 
I – natężenie prądu. 
 

Moc  bierna  w  układach  prądu  zmiennego  jest  częścią  energii  elektrycznej  pulsującą 

między  elementem  indukcyjnym  lub  pojemnościowym  odbiornika,  a  źródłem  energii 
elektrycznej.  Moc  bierna  jest  pobierana  ze  źródła  w  ciągu  okresu  przebiegu  zmiennego, 
a następnie magazynowana przez odbiornik (w formie energii potencjalnej pola elektrycznego 
lub  magnetycznego)  i  oddawana  do  źródła  w  ciągu  tego  samego  okresu,  kiedy  pole 
elektryczne lub magnetyczne w odbiorniku zanika. 

Moc  czynna  „P”  w  układach  prądu  przemiennego  (również  prądu  zmiennego)  jest  to 

część  mocy,  którą  odbiornik  pobiera  ze  źródła  i  zamienia  na  pracę  lub  ciepło.  W  układach 
prądu  stałego  cała  moc  jest  mocą  czynną.  Jednostką  mocy  czynnej  jest  wat. 
W  odbiornikach  prądu  sinusoidalnie  zmiennego,  który  może  zawierać  rezystancję 
i reaktancję,  moc  czynna  jest  iloczynem  wartości  skutecznych  napięcia  U  i  natężenia  prądu 
„I” oraz cosinusa kąta przesunięcia  fazowego φ pomiędzy  napięciem i  natężeniem prądu, co 
określa wzór: 
 

P=U I cosφ 

 
gdzie: 
P – moc odbiornika, 
U – napięcie zasilania odbiornika, 
I – natężenie prądu, 
cos(φ) – kat przesunięcia fazowego. 
 

Gdy  odbiornik  jest  rezystancją  i  nie  zawiera  reaktancji,  to  Ø=0  z  czego  wynika,  że 

cos(φ)=1 wówczas: 

 

P=U I=R I

2

=U

2

/R 

 
gdzie: 
P – moc odbiornika, 
U – napięcie zasilania odbiornika, 
I – natężenie prądu, 
R – rezystancja odbiornika. 

Gdy odbiornik jest reaktancją i nie zawiera rezystancji, to φ = +/–0,5π z czego wynika, 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

25 

że cos(φ)=0 wówczas, moc czynna jest równa 0. 
 

Do określenia  kolejnego  parametru  obwodu  posłuży  nam  sposób  połączenia  elementów 

w obwodzie elektrycznym. Rozróżniamy podstawowe rodzaje połączeń obwodowych to jest: 
połączenia  szeregowe  i  połączenia  równoległe  elementów  oraz  występuje  połączenie 
mieszane  nazywane  szeregowo  –  równoległym.  Połączenie  szeregowe  (obwód  szeregowy) 
jest  to  taki  rodzaj  połączenia  elementów  elektrycznych,  w  którym  koniec  jednego  elementu 
łączy  się  z  początkiem  następnego.  Połączenie  takie  tworzy  szereg  (łańcuch)  elementów, 
w którym  prąd  elektryczny  musi  przepływać  kolejno  przez  wszystkie  elementy  (natężenie 
prądu ma więc taką samą wartość dla wszystkich elementów w połączeniu szeregowym). Dla 
szeregowego  połączenia  „n”  oporników  można  wyliczyć  rezystancję  wypadkową  (opór 
wypadkowy), „R” jako sumę rezystancji składowych: 

R=R

1

+R

2

+R

3

+….+R

n

 

 
Podobnie, dla szeregowego połączenia cewek można wyznaczyć wypadkową indukcyjność: 
 

L=L

1

+L

2

+L

3

+…+L

n

 

 
jak  również  i  wypadkową  reaktancję  indukcyjną  (opór  indukcyjny  dla  cewek)  połączonych 
szeregowo: 
 

X

L

=X

L1

+X

L2

+X

L3

+…+X

Ln 

 

Dla  połączenia  szeregowego  kondensatorów  wypadkowa  pojemność  jest  mniejsza  niż 

najmniejsza ze składowych pojemności: 
 

 

 

podobnie dla reaktancji pojemnościowej: 
 

 

 

Połączenie  równoległe  (obwód  równoległy)  jest  to  taki  rodzaj  połączenia  elementów 

elektrycznych, w którym wszystkie końce oraz wszystkie początki składowych elementów są 
połączone razem.  Połączenie  takie  tworzy  odpowiednią  ilość  gałęzi, w których  mogą  płynąć 
różne  prądy,  ale  które  zasilane  są  takim  samym  napięciem  elektrycznym.  Dla  równoległego 
połączenia  „n”  oporników  można  wyliczyć  rezystancję  wypadkową  (opór  wypadkowy)  „R”, 
który jest mniejszy od najmniejszego oporu składowego: 
 

 

Dla  układów  równoległych  stosuje  się  również  pojęcie  konduktancji  (G).  Z  uwagi,  że  

G = 1/R, powyższe równanie jest tożsamościowo równoznaczne z: 
 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

26 

Podobnie, dla równoległego połączenie cewek można wyznaczyć wypadkową indukcyjność: 
 

 

 

jak również i wypadkową reaktancję indukcyjną: 
 

 

 
 

Rodzaj  połączenia  elementów  w  obwodzie  elektrycznym  jest bardzo  ważny  ze  względu 

na wzajemne  oddziaływanie  elementów  na  siebie,  podczas przepływającego  przez  nie  prądu 
elektrycznego.  Rodzaj  połączenia  elementów  również  wpływa  na  sposób  analizowania 
obwodów,  co  pokazują  powyższe  równania.  Zmieniając sposób  połączenia kilku  elementów 
w  obwodzie,  możemy  uzyskać  inne  właściwości  obwodu,  a  niekiedy  uszkodzić  cały  układ 
doprowadzając do zwarcia.  

Analiza  obwodów  elektrycznych  opiera  się  na  badaniu  parametrów  i  właściwości 

obwodu.  Celem  analizy  jest  zdiagnozowanie  układu  elektrycznego  określenie  jego  funkcji 
i poprawności działania. 
 

Dokonując  analizy  obwodów  elektrycznych  musimy  dokonać  pomiarów  napięcia, 

natężenia  energii  elektrycznej  płynącej  w  obwodzie  oraz  wykonać  pomiary  oporności 
poszczególnych  elementów,  jak  i  całego  obwodu.  Zanim  jednak  przystąpimy  do  pomiarów 
musimy  wybrać  metodę  dokonywania  pomiarów.  Metoda  pomiarowa  określa  sposób 
porównania wielkości mierzonej z wzorcem tej wielkości, zastosowanym w pomiarach, celem 
wyznaczenia wyniku pomiaru. Metody pomiarów możemy podzielić na dwie grupy: 

−

 

metody pomiarów bezpośrednich, 

−

 

metody pomiarów pośrednich. 
Metoda  pomiarowa  bezpośrednia  wartość  wielkości  mierzonej  otrzymuje  się 

bezpośrednio  bez  dodatkowych  obliczeń  np.  pomiar  prądu  elektrycznego  dokonujemy 
amperomierzem. 

Metodą  pomiarową  pośrednią  mierzy  się  bezpośrednio  nie  wielkość  badaną  Y,  lecz 

wielkości  A,  B,  C  związane  z  wielkością  Y,  która  ustalana  jest  teoretycznie  lub 
doświadczalne  przez  np.  podstawienie do wzorów  matematycznych  wartości  A,  B,  C  a  jako 
wynik otrzymujemy wartość Y. 

Pomiarów  dokonuje  się  za  pomocą  przyrządów mierniczych takich  jak  amperomierz  do 

pomiaru natężenia prądu, woltomierz do pomiaru  napięcia prądu oraz omomierz do pomiaru 
oporności.  Przyrządy  te  dzielimy  na  analogowe czyli z  wychylającą  się wskazówką  na  skali 
i  cyfrowe  z  wyświetlaczami  elektronicznymi.  Dobór  miernika  zależy  przede  wszystkim  od 
jego sposobu zastosowania i przeznaczenia – omomierzem nie zmierzymy napięcia natomiast 
woltomierzem  nie  zmierzymy  natężenia  prądu.  Każdy  miernik  posiada  oddzielne 
przeznaczenie  i  z  tego  względu  jest  oznakowany  (opisany)  na  obudowie:  jakie  posiada 
przeznaczanie  (prąd  stały,  zmienny),  jakie  parametry  możemy  zmierzyć  i  w  jakim  zakresie 
wartości dokonuje pomiaru. Na rynku jest dostępnych wiele mierników, ale bardzo popularne 
stały się multimetry, czyli urządzenia pomiarowe o szerokim zastosowaniu i wielu funkcjach 
dodatkowych  umożliwiających  dokonywanie  pomiaru  napięcia,  natężenia,  oporności.  Za 
pomocą tych mierników możemy dokonywać pomiarów bardzo małych oraz dużych wartości 
za  pomocą  jednego  miernika.  Urządzenia  te  jest  łatwo  uszkodzić  poprzez  złe  jego 
przygotowanie  (ustawienie  parametrów  pracy)  do  wykonania  pomiaru  w  obwodzie 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

27 

elektrycznym.  Najczęstszą  usterką  jest  spalenie  (trwałe  uszkodzenie)  urządzenia  podczas 
nieprawidłowe podłączenia miernika do badanego obwodu elektrycznego. 

Z  tego  powodu  przed  przystąpieniem  do  pomiarów  danym  przyrządem  należy 

przeanalizować  budową  i  przeznaczenie  oraz  przeczytać  instrukcje  użytkowania  miernika. 
Pozwoli to uchronić przed szkodą, jak i wykonać poprawne podłączenie miernika do obwodu 
elektrycznego.  Dokonując  pomiaru  miernikami  musimy  pamiętać  ze  obwód  elektryczny 
podczas pracy posiada skoki  napięcia powodowane zakłóceniami zewnętrznymi. Dlatego też 
aby  uzyskać  prawidłowy  pomiar  określonego  parametru  należy  powtórzyć  pomiar  dwu  lub 
trzykrotnie.  Jeśli  podczas  tych  pomiarów  uzyskamy  różne,  ale  zbliżone  wyniki  należy 
dokonać  jeszcze  kilku  pomiarów  i  wybrać wynik  ten,  który  najczęściej  się  powtarzał,  a  jeśli 
takich  nie  było,  należy  obliczyć  średnią  arytmetyczną  (dodać  do  siebie  wszystkie  wyniki 
i podzielić  przez  ilość  wykonanych  pomiarów). Tak uzyskany  wynik  pomiaru  jest  właściwy 
dla danego parametru mierzonego w analizowanym obwodzie elektrycznym. Przy pomiarach 
często  zdążają  się  błędy  wynikające  z  niedokładności  dokonywania  pomiarów  oraz 
niedokładnym  zapisywaniu  wyników  wykonywanych  pospiesznie.  Stosując  zasady  bhp 
podczas  obsługi  obwodów  elektrycznych  uchroni  nas  przed  pomyłkami  i  zapewni 
bezpieczeństwo. 
 

4.3.2. Pytania sprawdzające  

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Na czym polega analiza obwodu elektrycznego? 
2.  Co wyjaśnia I prawo Kirchhoffa? 
3.  Co wyjaśnia II prawo Kirchhoffa? 
4.  Jak tworzymy równania prądowe? 
5.  Jak tworzymy równania napięciowe? 
6.  Co to jest oczko obwodu elektrycznego? 
7.  Co wyjaśnia prawo Ohma? 
 

4.3.3. Ćwiczenia 

 
Ćwiczenie 1 

Napisz  równania  Kirchhoffa  dla  poniższego  obwodu  elektrycznego:  prądowe 

i napięciowe. Zacznij od określenia węzłów w obwodzie i oczek oznaczając je na schemacie. 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia,  
2)  wykonać stosowne oznaczenia na schemacie,  

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

28 

3)  zapisać równania prądowe i napięciowe, 
4)  podsumować wykonane ćwiczenie, 
5)  zapisać rozwiązanie, 
6)  zaprezentować wykonane ćwiczenie. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

schemat obwodu elektrycznego. 

 
Ćwiczenie 2  

Żarówka ma moc znamionową 50 W, przy napięciu znamionowym 110 V. Jaki opornik 

należy połączyć szeregowo z żarówką, by można było ją włączyć do sieci o napięciu 230 V. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  dokonać obliczeń, 
3)  uzasadnić wykonane działania, 
4)  wyciągnąć wnioski z wykonanego ćwiczenia. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

poradnik dla ucznia - materiał nauczania. 

 
Ćwiczenie 3  

Na  zaciskach  żarówki  występuje  napięcie  18  V.  Oblicz  siłę  elektromotoryczną  źródła, 

jeśli wiadomo, że 90% energii wydatkowanej przez źródło prądu zostaje przekazane żarówce. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
2)  dokonać stosownych obliczeń, 
3)  sprawdzić poprawność wykonanego ćwiczenia, 
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie prowadzącemu, 
5)  wyciągnąć wnioski z wykonanego ćwiczenia. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

materiał nauczania. 

 
Ćwiczenie 4 

Do  obwodu  elektrycznego  zawierającego  rezystancję,  podłącz  miernik  uniwersalny, 

dokonaj  jego  podstawowych  pomiarów  i  przeanalizuj  uzyskane  wyniki.  Zapisz  uzyskane 
wartości pomiarów z mierników i uzasadnij je. 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

29 

Sposób wykonania ćwiczenia  

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:  

1)  przeczytać instrukcję obsługi uniwersalnego miernika elektrycznego, 
2)  określić zasady bezpiecznej pracy, 
3)  zorganizować stanowisko pracy do wykonania ćwiczenia, 
4)  przeanalizować obwód elektrycznym, 
5)  określić zasady obsługi miernika, 
6)  podłączyć miernik, 
7)  włączyć zasilanie obwodu elektrycznego, 
8)  odczytać wskazania miernika, 
9)  sprawdzić poprawność wykonanego ćwiczenia, 
10)  zapisać wskazania miernika, 
11)  zaprezentować wykonane ćwiczenie i omówić uzyskane wyniki. 

 
Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

obwód elektryczny do pomiarów, 

−

 

miernik uniwersalny do pomiaru napięcia, natężenia i oporności, 

−

 

schemat obwodu elektrycznego, 

−

 

zestaw narzędzi monterskich dla elektryka, 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

instrukcja obsługi miernika uniwersalnego. 

 

4.3.4. Sprawdzian postępów  
 

 

Czy potrafisz: 

Tak 

Nie 

1)  wyjaśnić I i II prawo Kirchhoffa? 

 

 

2)  wyjaśnić prawo Ohma? 

 

 

3)  włączyć przyrządy pomiarowe w obwód elektryczny? 

 

 

4)  odczytać wskazania przyrządów pomiarowych? 

 

 

5)  dokonać obliczenia prądu w węźle? 

 

 

6)  zastosować podstawowe wzory do obliczeń wielkości elektrycznych? 

 

 

7)  wskazać  zastosowanie  elementów  elektronicznych  w  wyposażeniu 

elektrycznym maszyn i urządzeń? 

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

30 

4.4.  Ochrona przeciwporażeniowa 

 

4.4.1.  Materiał nauczania  

 

Prąd  przemienny  o  częstotliwości  50  Hz  i  napięciu  400/230V  jest  najbardziej 

rozpowszechnionym  w  warsztatach  mechanicznych.  Z  tego  powodu  większość  porażeń 
i oparzeń  ludzi  prądem  elektrycznym,  nazywanych  wypadkami  elektrycznymi,  występuje 
przy  styczności  człowieka  z  urządzeniami  elektroenergetycznymi  prądu  przemiennego. 
Najczęstsze  są  rażenia  na  drodze  ręka  –  nogi  lub  ręka  –  ręka.  Ponadto,  prąd  przemienny 
o częstotliwości od 15 do 100 Hz powoduje najgroźniejsze dla życia reakcje organizmu, stąd 
skutki  rażenia  nim  rozpatruje  się  szczególnie  wnikliwie.  Działanie  prądu  elektrycznego  na 
organizm  ludzki  może  być  pośrednie  lub  bezpośrednie. Działanie  pośrednie,  powstające  bez 
przepływu prądu przez ciało człowieka, powoduje takie urazy, jak:  

−

 

oparzenia ciała wskutek pożarów wywołanych zwarciem elektrycznym lub spowodowane 
dotknięciem do nagrzanych elementów,  

−

 

groźne  dla  życia  oparzenia  ciała  łukiem  elektrycznym,  a  także  metalizacja  skóry 
spowodowana osadzaniem się roztopionych cząstek metalu,  

−

 

uszkodzenia wzroku wskutek dużej jaskrawości łuku elektrycznego,  

−

 

uszkodzenia  mechaniczne  ciała  w  wyniku  upadku  z  wysokości  lub  upuszczenia 
trzymanego przedmiotu.  
Działanie bezpośrednie – porażenie elektryczne wskutek przepływu prądu elektrycznego 

przez  ciało  ludzkie  (tzw.  prądu  rażeniowego)  może  wywołać  wiele  zmian  fizycznych, 
chemicznych  i  biologicznych  w  organizmie  (a  nawet  śmierć  człowieka)  poprzez 
oddziaływanie  na  układ  nerwowy  oraz  w wyniku  elektrolizy  krwi  i płynów  fizjologicznych. 
Porażenie elektryczne może objawiać się:  

−

 

odczuwaniem  bólu  przy  przepływie  prądu,  kurczami  mięśni  (skurcz  mięśni  dłoni  może 
uniemożliwić samouwolnienie się porażonego),  

−

 

zatrzymaniem oddechu, zaburzeniami krążenia krwi,  

−

 

zaburzeniami wzroku, słuchu i zmysłu równowagi,  

−

 

utratą przytomności,  

−

 

migotaniem  komór  sercowych  (fibrylacja)  –  bardzo  groźnym  dla  życia  człowieka,  gdyż 
zazwyczaj prowadzi do zejścia śmiertelnego,  

−

 

oparzeniami skóry i wewnętrznych części ciała, do zwęglenia włącznie.  
Bezpośrednio  po  rażeniu  prądem,  tzn.  po  przerwaniu  przepływu  prądu,  może  wystąpić 

wstrząs  elektryczny,  objawiający  się  przerażeniem,  bladością,  drżeniem  ciała  lub  kończyn, 
nadmiernym  wydzielaniem  potu,  stanem  apatii  lub  euforii.  Może  również  wystąpić  obrzęk 
mózgu  i  utrata  przytomności,  połączona  z  zatrzymaniem  krążenia  krwi  i  brakiem  oddechu. 
Skutki  te  mogą  się  ujawnić  także  po  pewnym  czasie  –  od  kilku  minut  do  kilku  miesięcy. 
Zjawisko  porażenia  ma  miejsce  wówczas,  gdy  występuje  droga  dla  prądu  rażeniowego 
i  istnieje  źródło  napięcia  wymuszającego  przepływ  takiego  prądu.  W  praktyce  dochodzi  do 
tego, gdy człowiek styka  się  jednocześnie z dwoma punktami znajdującymi się pod różnymi 
potencjałami i zamyka w ten sposób elektryczny obwód dla prądu rażeniowego. 

Napięcie dotykowe jest to napięcie między dwoma punktami nie należącymi do obwodu 

elektrycznego, z którymi mogą się zetknąć jednocześnie obie ręce lub ręka i noga człowieka. 
Napięcie  dotykowe  spodziewane  jest  to  największa  wartość  napięcia  dotykowego 
w urządzeniach  lub  w  instalacji  elektrycznej  w  razie  uszkodzenia  izolacji,  gdy  wartość 
impedancji  w  miejscu  zwarcia  jest  pomijalna.  Napięcie  rażeniowe  dotykowe  jest  to  spadek 
napięcia  wzdłuż  drogi  przepływu  prądu  przez  ciało  człowieka  (czyli  spadek  napięcia  na 
rezystancji ciała, na drodze ręka – nogi lub ręka – noga albo ręka – ręka). 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

31 

Napięcie krokowe jest to napięcie między dwoma punktami na powierzchni ziemi lub na 

powierzchni  stanowiska  pracy,  odległymi  od  siebie  o  1m  (jeden  krok).  Napięcie  rażeniowe 
krokowe  jest  to  spadek  napięcia  wzdłuż  drogi  przepływu  prądu  przez  obie  nogi  człowieka 
(czyli  spadek  napięcia  na  rezystancji  ciała  na  drodze  noga  –  noga).  Skutki  rażenia  prądem 
elektrycznym zależą od:  

−

 

rodzaju  prądu,  a  więc  czy  jest  to  rażenie:  prądem  przemiennym  o  małej  częstotliwości 
(15  –  100  Hz),  prądem  przemiennym  o  dużej  częstotliwości,  krótkotrwałymi, 
jednokierunkowymi impulsami prądowymi, prądem stałym,  

−

 

wartości napięcia i natężenia prądu rażeniowego oraz czasu jego przepływu, 

−

 

drogi przepływu prądu przez ciało człowieka,  

−

 

stanu psychofizycznego porażonego,  

−

 

czasu przepływu prądu rażenia,  

−

 

temperatury i wilgotności skóry,  

−

 

powierzchni styku z przewodnikiem,  

−

 

siły docisku przewodnika do naskórka.  

 

Maszyny  elektryczne  i  odbiorniki  elektryczne  wyposaża  się  w  szereg  elementów 

mających  na  celu  bezpieczeństwo  pracy  operatora  maszyny.  Stosuje  się  różnego  rodzaju 
elementy  mające  uchronić  operatora  przed  kontaktem  z  prądem.  Podstawowym 
zabezpieczeniem są bezpieczniki.  
 

Bezpieczniki  stosuje  się  wszędzie  gdzie  są  odbiorniki  elektryczne  z  dwóch  powodów. 

Pierwszy to zabezpieczenie maszyny przed nadmiernym prądem, który może spowodować jej 
uszkodzenie,  a  drugi  to  zabezpieczenie  człowieka  przed  porażeniem.  Zasada  działania  jest 
bardzo  prosta  –  podczas  gdy  pojawia  się  większy  pobór  prądu  przez  odbiornik  niż  podczas 
normalnej pracy, zabezpieczenie przerywa dopływ prądu do odbiornika, odcina odbiornik od 
sieci elektrycznej, w ten sposób uniemożliwia aby zwiększone napięcie docierało do obwodu 
elektrycznego.  
 

Kolejnym  zabezpieczeniem  stosowanym  w  maszynach  elektrycznych  jest  dodatkowe 

uziemienie  maszyny  poprzez  zastosowanie  przewodu  neutralnego  podłączonego  do  np. 
instalacji  uziemiającej  budynku  (łączy  maszynę  z  ziemią).  Zasada  działania  jest  również 
bardzo  prosta:  w  przypadku  gdy  pojawi  się  napięcie  na  elementach  maszyny,  na  których 
normalnie  nie  występuje,  to  w  razie  bezpośredniego  kontaktu  operatora  z  tym  elementem 
większa  część  prądu  powinna  popłynąć  przewodem  neutralnym,  a  nie  przez ciało  operatora, 
co wpływa na zmniejszenie stopnia porażenia.  
 

Kolejnym  elementem  występującym  w  maszynach  zasilanych  prądem  jest  stosowanie 

osłon i izolacji na elementy będące pod napięciem. Zabezpieczenia tego rodzaju maja na celu 
uniemożliwienie kontaktu bezpośredniego operatora z elementami będącymi pod napięciem.  
 

Wyłączniki  różnicowo  prądowe  to  następne  elementy  zabezpieczeniowe  często 

stosowane  w  maszynach  zasilanych  prądem  elektrycznym,  jak  i  również  w  obwodach 
elektrycznych.  Zasada  działania  jest  prosta:  należy  element  zabezpieczeniowy  włączyć 
w obwód  elektryczny  zgodnie  z  zaleceniami  producenta,  a  reszta  już  będzie  samoczynnie 
funkcjonować.  Zabezpieczenie  to  pracuje  porównując  różnicę  prądu  dopływającego 
i powracającego  z  urządzenia  w  obwodzie.  Jeśli  nastąpi  przekroczenie  określonej, 
dopuszczalnej  różnicy  prądu  w  obwodzie,  to  zabezpieczenie  powoduje  rozłączenie  obwodu 
uniemożliwiające  dalsze  przepływanie  prądu.  Świadczy  to  powstaniu  upływu  prądu,  poza 
instalację  elektryczną  Wyżej  wymienione  zabezpieczenia  są  najtańszymi  zabezpieczeniami 
maszyn i urządzeń elektrycznych występujących na rynku. 
 

Każdy konstruktor i producent maszyn i odbiorników elektrycznych przygotowuje je do 

eksploatacji  w  taki  sposób,  aby  nie  stwarzały  zagrożenia  dla  życia  i  zdrowia  operatora, 
a  przy  tym  spełniały  oczekiwania  w  stosunku  do  funkcjonalności  i  komfortowej  obsługi. 
Jednak zdążają się przypadki, kiedy te wszystkie zabezpieczenia oraz czynnik ludzki zawodzi, 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

32 

wtedy  to  dochodzi  do  wypadku.  Porażenia  prądem  są  bardzo  niebezpiecznymi  wypadkami. 
Często  dochodzi  nawet  do  zatrzymani  akcji  serca.  W  takim  przypadku  pierwszym 
i decydującym czynnikiem o przeżyciu poszkodowanego jest pierwsza pomoc przedlekarska. 

Pierwsza  pomoc  w  nagłych  wypadkach  porażenia  prądem  powinna  rozpocząć  się  od 

natychmiastowego  wyłączenia  prądu.  W  sytuacji  gdy  wyłącznik  jest  daleko  lub  nie  wiemy 
gdzie się znajduje ratujemy porażonego bezpośrednio. Jeżeli napięcie  nie przekracza 1000 V 
to należy  odizolować  poszkodowanego  od źródła rażenia  w  sposób  bezpieczny, przy  użyciu 
sprzętu  ratowniczego  (rękawice  gumowe,  buty  gumowe,  drążek  izolujący,  cęgi  izolowane, 
mata  izolująca)  lub  elementów  nie  przewodzących  prądu  np.  deski,  rurki  PCV,  zwiniętego 
ubrania. Jeżeli napięcie w sieci przekracza ponad 1000 V to należy ratować poszkodowanego 
z wykorzystaniem sprzętu ratowniczego odciągając porażonego za pomocą drążka lub cęgów 
izolacyjnych.  Należy  pamiętać  że  w  promieniu  10  m  dookoła  zerwanego  przewodu 
stykającego  się  z  ziemia  powstaje  napięcie  elektryczne  (krokowe),  które  może  porazić 
również  ratującego.  W  przypadku  zajścia  takiej  sytuacji  ratujący  powinien  oddalić  się 
z miejsca  na  jednej  nodze,  w  podskokach poza  obszar rażenia  minimum  15  m aby  uchronić 
siebie od porażenia.  

Pierwszymi czynnościami przy udzielaniu pomocy po wyizolowaniu poszkodowanego ze 

strefy  porażenia  jest  ocena  funkcji  życiowych.  W  celu  dokonania  oceny  podstawowych 
funkcji  życiowych  poszkodowanego,  należy  sprawdzić  czy  poszkodowany  jest  przytomny. 
Ratownik powinien głośno odezwać się do poszkodowanego (np. Jak Pan/Pani się czuje) oraz 
sprawdzić  reakcję  na  mocne  dotknięcie  (potrząsanie,  klepnięcie  w  policzek)  lub  ból  – 
uszczypnięcie  płatka  usznego.  W  ten  sposób  można  uniknąć  przeprowadzania  zabiegów 
reanimacyjnych  u przytomnego  pacjenta.  Należy  pamiętać,  że  jeśli  mamy  do  czynienia 
z urazami głowy  lub szyi, podejrzewamy uszkodzenie kręgosłupa  i pacjenta  można poruszyć 
tylko wtedy, jeśli jest to absolutnie niezbędne. 
 

4.4.2. Pytania sprawdzające  

 

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 

1.  Jakie są zagrożenia podczas prac urządzeniami elektrycznymi? 
2.  Jakie znasz przyczyny zagrożeń? 
3.  Co to jest porażenie prądem? 
4.  Jakie są skutki porażenia prądem? 
5.  Co należy zrobić w pierwszej kolejności podczas ratowania poszkodowanego? 
6.  Kto jest odpowiedzialny za stan techniczny maszyn i urządzeń elektrycznych? 
7.  Jakie jest bezpieczne minimalne natężenie prądu przemiennego dla człowieka? 
8.  Co wchodzi w skład sprzętu ratowniczego? 
9.  Jakie stosuje się typy ochrony przeciwporażeniowej? 

 
4.4.3. Ćwiczenia 

 
Ćwiczenie 1 

Wypisz  jakie  znasz  przypadki  porażenia  prądem  elektrycznym.  Wskaż  przyczyny 

powstania wypadków. Wyjaśnij, w jaki sposób można było ich uniknąć. 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  przeczytać materiał nauczania, 
2)  wypisać znane przypadki, wskazać przyczynę, 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

33 

3)  określić zaniedbania w skutek których doszło do wypadku, 
4)  zapisać wnioski z ćwiczenia na arkuszu papieru, 
5)  zaprezentować wnioski. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania. 

 
Ćwiczenie 2 

Wypisz,  jakie  znasz  zagrożenia  wynikające  z  obsługi  maszyn  i  urządzeń  elektrycznych. 

Scharakteryzuj  je  na  podstawie  instrukcji  obsługi  szlifierki  kątowej  (przecinarki 
mechanicznej). 
 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  przeanalizować zapisy instrukcji obsługi, 
2)  wypisać zagrożenia wynikające z obsługi maszyn i urządzeń elektrycznych, 
3)  scharakteryzować zagrożenia podczas obsługi szlifierki kątowej, 
4)  zapisać wnioski z ćwiczenia na arkuszu papieru, 
5)  zaprezentować wnioski. 
 

Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania, 

−

 

instrukcja obsługi szlifierki kątowej. 

 
Ćwiczenie 3  

Wypisz 

w 

punktach, 

jak 

należy 

postępować 

podczas 

udzielania 

pomocy 

poszkodowanemu w wypadku porażenia prądem. 

 

Sposób wykonania ćwiczenia 

 

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś: 

1)  przeanalizować materiał nauczania, 
2)  określić zasady pierwszej pomocy, 
3)  zapisać wnioski z ćwiczenia na arkuszu papieru, 
4)  zaprezentować wnioski. 

 
Wyposażenie stanowiska pracy: 

−

 

arkusz papieru, 

−

 

przybory do pisania. 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

34 

4.4.4. 

 

Sprawdzian postępów  

 
Czy potrafisz: 

Tak 

Nie 

1)  scharakteryzować skutki porażenia prądem? 

 

 

2)  udzielić pierwszej pomocy poszkodowanemu który uległ porażeniu? 

 

 

3)  określić zagrożenia porażeniem prądem elektrycznym? 

 

 

4)  określić przyczyny wypadków porażenia prądem elektrycznym? 

 

 

5)  wymienić zabezpieczenia przeciwporażeniowe? 

 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

35 

5.  SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ 

 

Instrukcja dla ucznia 

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję. 
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 
3.  Zapoznaj się z zestawem pytań testowych. 
4.  Test zawiera 20 zadań do każdego zadania dołączone są 4 możliwe odpowiedzi.  
5.  Udzielaj  odpowiedzi  tylko  na  załączonej  karcie  odpowiedzi.  Tylko  jedna  jest 

prawidłowa. 

6.  W  zadaniach  zaznacz  prawidłową  odpowiedź  X  (w  przypadku  pomyłki  należy  błędną 

odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową). 

7.  Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 
8.  Jeśli udzielenie odpowiedzi  będzie Ci  sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie 

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 

9.  Na rozwiązanie testu masz 30 min. 

 

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 

 
1.  Analizowanie obwodów elektrycznych oznacza 

a)  obliczanie wzorów z prawa Ohma. 
b)  badanie wielkości parametrów obwodów elektrycznych. 
c)  obliczanie wzorów z prawa Kirchhoffa. 
d)  sprawdzanie czy obwód działa. 

 
2.  Prąd elektryczny jest to 

a)  napięcie 230 V. 
b)  instalacja naziemna elektryczna. 
c)  ruch ładunków elektrycznych. 
d)  sieć energetyczna. 

 
3.  Dielektrykami nazywamy 

a)  przewodniki. 
b)  półprzewodniki. 
c)  ferromagnetyki. 
d)  izolatory. 

 

4.  Półprzewodniki to 

a)  ciała posiadające właściwości pośrednie między przewodnikami a izolatorami. 
b)  druty w osłonach izolacyjnych. 
c)  złącza automatyczne. 
d)  metale kolorowe. 

 
5.  Gałęzią obwodu elektrycznego jest 

a)  wiązka przewodów. 
b)  zespół elementów połączonych ze sobą w sposób umożliwiający przepływ energii. 
c)  grupa elementów nie połączonych ze sobą. 
d)  zacisk obwodu. 

 
 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

36 

6.  Opornikiem nazywamy 

a)  cewkę. 
b)  kondensator. 
c)  bezpiecznik. 
d)  rezystor. 
 

7.  Cewka to element 

a)  pasywny. 
b)  aktywny. 
c)  oporowy. 
d)  źródło prądu. 

 
8.  Kondensator to element 

a)  pasywny. 
b)  aktywny. 
c)  przetwarzający energię elektryczna. 
d)  wytwarzający energię elektryczną. 

 
9.  Najczęściej energia elektryczna powstaje z  

a)  wyładowań atmosferycznych. 
b)  energii mechanicznej, jądrowej, słonecznej. 
c)  akumulatora. 
d)  baterii. 

 
10.  Źródłem prądu wykorzystywanym w motoryzacji jest 

a)  dynamo. 
b)  akumulator. 
c)  alternator, prądnica. 
d)  generator prądu. 

 
11.   Najwięcej energii odnawialnej jest wytwarzanej z 

a)  energii wiatru. 
b)  energii biomasy. 
c)  energii pływów morskich. 
d)  energii spadku wody. 

 
12.  Prąd przemienny z języka angielskiego oznaczmy 

a)  AC. 
b)  KP. 
c)  DW. 
d)  AD. 

 
13.  Prąd stały z języka angielskiego oznaczamy 

a)  DC. 
b)  BS. 
c)  DS. 
d)  LN. 

 
 
 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

37 

14.  Elektroliza to 

a)  wodny roztwór kwasu. 
b)  rozkład chemiczny powstający przy przepływie prądu elektrycznego przez elektrolit. 
c)  zjawisko elektryczne. 
d)  łączenie atomów. 

 
15.  Ogniwo elektrolityczne to 

a)  dwie elektrody zanurzone w elektrolicie. 
b)  jedna elektroda zanurzona w elektrolicie. 
c)  trzy elektrody zanurzone w elektrolicie. 
d)  dwie elektrody zabudowane w metalowej obudowie. 
 

16.  Akumulator o napięciu 12 V składa się z ogniw 

a)  3. 
b)  5. 
c)  6. 
d)  8. 

 
17.  Siła elektromotoryczna naładowanego akumulatora 12 V wynosi 

a)  13,2 V. 
b)  14,7 V. 
c)  12,0 V. 
d)  12,6 V. 

 
18.  Wadą akumulatorów ołowianych jest 

a)  duża siła elektromotoryczna. 
b)  ryzyko wycieku kwasu siarkowego. 
c)  waga akumulatora. 
d)  rodzaj napięcia. 

 
19.  Obwody elektryczne dzielimy na 

a)  obwody prądu przemiennego i stałego. 
b)  obwody cyfrowe i cyfrowo zmienne. 
c)  obwody liniowe i analogowe. 
d)  obwody nieliniowe i cyfrowe. 

 
20.  Obwody dzielimy ze względu na rodzaj połączenia elementów na  

a)  mieszane. 
b)  zamknięte. 
c)  szeregowe, równoległe i szeregowo równoległe. 
d)  otwarte. 

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

38 

KARTA ODPOWIEDZI 

 
Imię i nazwisko.......................................................................................... 
 

Analizowanie obwodów elektrycznych i elektronicznych. 

 
Zakreśl poprawną odpowiedź 

 

Nr 

zadania 

Odpowiedź 

Punkty 

1.    

a 

b 

c 

d 

 

2.    

a 

b 

c 

d 

 

3.    

a 

b 

c 

d 

 

4.    

a 

b 

c 

d 

 

5.    

a 

b 

c 

d 

 

6.    

a 

b 

c 

d 

 

7.    

a 

b 

c 

d 

 

8.    

a 

b 

c 

d 

 

9.    

a 

b 

c 

d 

 

10.  

a 

b 

c 

d 

 

11.  

a 

b 

c 

d 

 

12.  

a 

b 

c 

d 

 

13.  

a 

b 

c 

d 

 

14.  

a 

b 

c 

d 

 

15.  

a 

b 

c 

d 

 

16.  

a 

b 

c 

d 

 

17.  

a 

b 

c 

d 

 

18.  

a 

b 

c 

d 

 

19.  

a 

b 

c 

d 

 

20.  

a 

b 

c 

d 

 

Razem:   

 

,,Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

 

39 

6. LITERATURA 

 
1.  Bartodziej G.: Aparaty i urządzenia elektryczne. WSiP, Warszawa 2000 
2.  Chochowski A.: Elektrotechnika z automatyką. WSiP, Warszawa 1996 
3.  Chochowski A.: Elektrotechnika z automatyką ćwiczenia. WSiP, Warszawa 1996 
4.  Instrukcja obsługi ciągnika Newholand TL90. Warszawa 2005 
5.  Orlik  W.:  Egzamin  kwalifikacyjny  elektryka  w  pytaniach  i  odpowiedziach.  WiHK 

„Kabe”, Krosno 2003 

6.  Rączkowski B.: Bhp w praktyce. ODDK, Gdańsk 2006 
7.  Sokolnik J.: Elektrotechnika samochodowa. WSiP, Warszawa 1999 
8.  www.pl.wikipedia.org.: 
9.  www.cocodive.pl