Karta pracy podsumowująca opanowanie treści zajęć realizowanych zgodnie z metodologią STEM w oparciu o zasoby Zintegrowanej Platformy Edukacyjnej, opracowana w ramach rządowego programu wspierania organów prowadzących szkoły i placówki w rozwijaniu umiejętności cyfrowych dzieci i młodzieży na lata 2025‑2029 – „Cyfrowy Uczeń” (Dz.U.2025.1254)

Imię i nazwisko autora:

Roman Frąckowiak

bg‑azure

Karta pracy

Wprowadzenie do karty pracy

Niniejsze karty pracy stanowią wsparcie dla scenariusza zajęć wprowadzających uczniów w podstawy metrologii elektrycznej. W trakcie lekcji uczniowie poznają zasady działania multimetru, uczą się poprawnie mierzyć prąd, napięcie i opór oraz budować proste obwody elektryczne na płytkach stykowych. Dzięki pracy z mikrokontrolerami opartymi na zestawach Arduino zyskują możliwość obserwacji zarówno klasycznych pomiarów przy użyciu aparatury, jak i odczytów cyfrowych. Karty pracy prowadzą uczniów krok po kroku przez część teoretyczną i praktyczną, pomagają utrwalić podstawowe pojęcia oraz przygotowują do samodzielnego wykonywania pomiarów w bezpieczny i świadomy sposób.

Ćwiczenia lub polecenia

2
Ćwiczenie 1

Zapoznaj się z grafiką i wykonaj ćwiczenie.

RrThrMsfYQRK1
Źródło: Contentplus.pl sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R3rCkwA4DcH0l
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

2 rezystory połączone szeregowo, każdy o rezystancji 100 Ohm;.

RFVv9XaQaV9dQ
Możliwe odpowiedzi: 1. 200 Ω, 2. 220 Ω, 3. 200 kΩ, 4. 50 Ω
REYoPustXsuSi1
Ćwiczenie 2
W jaki sposób należy włączyć woltomierz do obwodu elektrycznego, aby poprawnie zmierzyć napięcie na końcach badanego elementu? Możliwe odpowiedzi: 1. Szeregowo z badanym elementem., 2. Równolegle z badanym elementem., 3. Obojętnie, wystarczy zastosować odpowiedni opornik zwany posobnikiem.
2
Ćwiczenie 3
R1GD2aK3OvG7S
Czy można zmienić zakres pomiarowy posiadanego woltomierza? Zaznacz wszystkie prawidłowe odpowiedzi. Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, ale można tylko zwiększyć zakres pomiarowy woltomierza., 2. Tak, ale można tylko zmniejszyć zakres pomiarowy woltomierza., 3. Można zarówno zwiększyć jak i zmniejszyć zakres pomiarowy woltomierza., 4. Nie, każdy miernik ma określony przez producenta zakres pomiarowy.
2
Ćwiczenie 4
R1b5rq82rrZUZ
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
R1OaXQyczEbZo
Do woltomierza o zakresie pomiarów do U indeks dolny, V, koniec indeksu dolnego = 1 V i oporze wewnętrznym R indeks dolny, V, koniec indeksu dolnego = 1 MΩ dołączono posobnik o oporze R indeks dolny, P, koniec indeksu dolnego = 9 MΩ tak, jak na rysunku obok. Jaki jest teraz nowy zakres pomiarów U indeks dolny, jeden, koniec indeksu dolnego takiego miernika? Odp.: Tu uzupełnij V
1
Ćwiczenie 5

Jakie nastawienie przełącznika głównego jest właściwe dla pomiaru natężenia prądu zmiennego?

RBkNkXp4vrgLN
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
R93x8gfWxanQ8
1
Ćwiczenie 6

Jaką wartość wskazuje multimetr?

RV9k01L6dZeYp
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. Licencja: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
Rn23FtgPPOltD
Multimetr wskazuje Tu uzupełnij V

Symulacja interaktywna pozwala wybrać do badania różne obwody rozgałęzione oraz  wartości oporów połączonych oporników i sprawdzić słuszność I prawa Kirchhoffa. Odzwierciedla ona układ doświadczalny, jakim można się posłużyć wykonując taki eksperyment. Przejmujesz część odpowiedzialności za prawidłowy przebieg eksperymentu, obliczając samodzielnie sumę wskazań mierników oraz decydując, które pomiary mają być wzięte pod uwagę do obliczenia wyniku końcowego.

Twoim zadaniem jest sprawdzenie, ile wynosi suma prądów wpływających i wypływających z węzła obwodu elektrycznego, zaznaczonego niebieską kropką. Wszystkie amperomierze połączone są z nim tym samym, ujemnym stykiem, wobec tego dodatnie wskazanie urządzenia oznacza, że prąd wpływa do węzła a ujemne, że wypływa z niego.

Zalecane jest korzystanie z trybu pełnoekranowego.

RFae9KWdsU2Rg1
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
Instrukcja:

Etap 1. Budowanie obwodu

Zdecyduj, z których gałęzi będzie się składał badany przez Ciebie obwód, i zatwierdź przyciskiem WŁĄCZ. Po kliknięciu na gałąź (opornik z amperomierzem) jej kolor zmienia się z szarego na czarny. Musisz wybrać co najmniej jedną gałąź po lewej i jedną po prawej stronie węzła.

Etap 2. Ustalanie wartości oporników

Zdecyduj, jaką wartość będą miały poszczególne oporniki. Sposób ustalania oporów jest możliwy za pomocą suwaka (lub wpisania liczby w okienku), w zakresie od 1 omega do 10 omega.

Etap 3. Pomiary

Kliknij przycisk WYKONAJ POMIAR i zsumuj wskazania amperomierzy. Wynik pojawi się w okienku z napisem SUMA. Sprawdź, czy nie popełniasz błędu w dodawaniu!

Po zakończeniu pomiaru możesz:

  1. Zmienić wartości oporów

  2. Zbudować nowy obwód

  3. Zobaczyć wyniki

Na ekranie symulacji widoczny jest schemat obwodu elektrycznego do zbadania słuszności pierwszego prawa Kirchhoffa. Schemat układu narysowany jest czarnymi liniami. Po lewej stronie układu widać równoległe połączenie trzech oporników, w którym oporniki narysowane są jeden nad drugim. Oporniki narysowano w postaci poziomych prostokątów. Na każdej gałęzi obwodu elektrycznego po prawej stronie obornika widnieje symbol amperomierza. Symbol amperomierza widoczny jest w postaci okręgu o czarnych krawędziach z wielką literą A w środku. Obok symboli amperomierza zaznaczono potencjały elektryczne. Po lewej stronie amperomierza od strony opornika widoczny jest symbol plus oznaczający wyższy potencjał elektryczny. Po prawej stronie amperomierza widoczny jest symbol minus oznaczający niższy potencjał elektryczny. Po prawej stronie ilustracji widzimy również równoległe połączenie trzech oporników. Gałęzie elektryczne, na których zamontowano oporniki, widoczne są jedna nad drugą. Na gałęziach elektrycznych, na których widoczne są oporniki po lewej stronie od oporników widoczne są symbole amperomierza. Obok symboli amperomierzem zaznaczono potencjały elektryczne. Po lewej stronie amperomierzy od strony oporników widoczne są znaki plus oznaczający wyższy potencjał elektryczny. Po prawej stronie amperomierzy widoczny jest znak minus oznaczający niższy potencjał elektryczny. Układy oporników widocznym po prawej i lewej stronie połączone są przewodem elektrycznym. Obwód zasilany jest źródłem napięcia, w taki sposób że lewy i dolny róg układu oporników po lewej stronie jest połączony z prawym i dolnym rogiem układu oporników po prawej stronie a na linii symbolizującej połączenie widoczny jest symbol źródła napięcia. Źródło napięcia widoczne jest w postaci dwóch pionowych odcinków narysowanych czarnymi liniami. Odcinki są równoległe do siebie i narysowane jeden obok drugiego. Lewy odcinek narysowany jest cienką czarną linią, która jest dłuższa od odcinka prawego. Oznacza to, że z tej strony źródła napięcia potencjał elektryczny jest większy. Prawy odcinek jest krótszy i narysowane grubszą linią. Oznacza to, że z tej strony źródła napięcia potencjał elektryczny jest niższy. Poniżej schematu widoczny jest panel, za pomocą którego użytkownik może włączyć układ oraz zadać wartość każdego z oporników widocznych w układzie z osobna. Początkowo rezystancja wszystkich oporników jest taka sama i jest równa nieskończoności. Użytkownik może zmieniać wartość oporników w zakresie od jednego do omów Ohmów, z rozdzielczością co jedna dziesiąta Ohma. Użytkownik może również pozostawić wartość oporu każdego z rezystorów jako nieskończoność. Po zadaniu przez użytkownika rezystancji poszczególnych oporników w włączonym układzie na amperomierza pojawia się wartość natężenia prądu płynącego przez poszczególne gałęzie układu elektrycznego.

1
Ćwiczenie 7
R126EuN5CPQzN
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
R15h3ha3TKYUD
Podaj prawidłową wartość natężenia prądu w miejscu oznaczonym czerwonym polem na rysunku. Odpowiedź: Tu uzupełnij A
1
Ćwiczenie 8

Obwód elektryczny składa się z dwóch identycznych źródeł o napięciu E oraz dwóch takich samych żarówek o oporze R. Na rysunku zaznaczono kierunki prądów w tym obwodzie. Wiadomo, że natężenie prądu I jest 3 razy większe, niż natężenie prądu I2. Która z żarówek będzie świeciła jaśniej?

R7JBt9Waoqdem
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.
R1YNMKyiSmG7E
Odpowiedź: żarówka nr 1 / 2.
Rrsf6bWgxbtHt1
Ćwiczenie 8
Zaznacz odpowiedź poprawną: Do węzła jednym przewodem wpływa prąd o natężeniu dwunastu amperów. Z węzła prąd wyprowadzany jest 2 przewodami, na których znajdują się oporniki. Na jednym z przewodów opornik jest dwa razy większy niż na drugim. Wynika z tego, że: Możliwe odpowiedzi: 1. natężenie prądu w przewodzie, na którym znajduje się mniejszy opornik, będzie dwa razy większe niż na drugim przewodzie, 2. natężenie prądu w przewodzie, na którym znajduje się mniejszy opornik, będzie dwa razy mniejsze niż na drugim przewodzie, 3. natężenie prądu w obu przewodach wyjściowych będzie takie samo
RN4stdLIpQLF0
Zapoznaj się z treścią samouczka.
1
Polecenie 1

Podaj przykład sytuacji, w której analiza wszystkich cyfr uzyskanych z dzielenia 4,759 : 3,28 za pomocą kalkulatora  byłaby uzasadniona.

uzupełnij treść
Ćwiczenie 9
R19ohGzRXpeGk2
Zbudowano dwa obwody do doświadczalnego wyznaczania oporu przewodników takie, jak na rysunku. Opór wewnętrzny woltomierzy jest tak duży, że można go uznać za nieskończony, a amperomierzy tak mały, iż można przyjąć, że jest równy zero. Który z obwodów należy użyć, by otrzymać dokładniejsze wyniki doświadczeń?
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
2
Ćwiczenie 10

Podczas doświadczenia w szkolnej pracowni fizycznej wyznaczano opór elektryczny przewodnika. Odczytane z mierników wartości zebrano w tabeli poniżej.

Nr pomiaru

Napięcie na końcach przewodnika U [V]

Natężenie prądu przepływającego przez przewodnik I [A]

1

11

0,5

2

18

1

3

27

1,5

4

30

15

5

55

2,5

6

60

3

R1UVtyeCs7CZK
Ile wynosił opór badanego elementu? Odp.: Tu uzupełnij Ω
1
Ćwiczenie 11
R1AOGdunaPipd
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
RfBGhvbSq1NP6
Z idealnego źródła napięcia, włącznika, potencjometru i żarówki, narysowanych schematycznie na czerwono powyżej, zestawiono obwód. Działa on tak, że włącznik ma za zadanie włączać lub wyłączać żarówkę, zaś potencjometr ma regulować jej jasność. Wskaż, który z poniższych schematów przedstawia układ spełniający te warunki. Na schematach elementy zaznaczono na czerwono, zaś przewody na zielono.

Uwaga: na każdym z rysunków jedno z wyjść potencjometru jest zakończone krótkim, odgiętym, niepodłączonym nigdzie przewodem. Oznacza to, że dane wyprowadzenie potencjometru nie jest nigdzie podłączone.
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.
R1aIeBE7FLz0Z1
Ćwiczenie 11
Zaznacz odpowiedź poprawną: Potencjometr jest to... Możliwe odpowiedzi: 1. rezystor o zmiennym oporze, którego wartość zależy od temperatury., 2. rezystor o zmiennym oporze, którego wartość zależy może być regulowana przez użytkownika., 3. rezystor o zmiennym oporze, którego wartość zależy od natężenia światła padającego na ten element., 4. urządzenie do pomiaru potencjału elektrycznego.
3
Ćwiczenie 12
R14JHYwtqf0lW
Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Zbudowaliśmy układ do regulacji głośności głośnika, przedstawiony na rysunku powyżej. Udowodnij, że maksymalna średnia moc wydzielana na głośniku jest 4 razy większa niż średnia moc wydzielana na głośniku w sytuacji, gdy pokrętło potencjometru znajduje się w połowie swojego zakresu. Głośnik możesz potraktować jako opornik i przyjąć, że jego opór jest o wiele większy niż opór całkowity potencjometru.

RLu1HtoVaxw0q1
Ćwiczenie 12
Termistor jest to... Możliwe odpowiedzi: 1. rezystor o zmiennym oporze, którego wartość zależy od temperatury., 2. rezystor o zmiennym oporze, którego wartość zależy może być regulowana przez użytkownika., 3. rezystor o zmiennym oporze, którego wartość zależy od natężenia światła padającego na ten element., 4. urządzenie do pomiaru temperatury.

Podsumowanie

Wykonując zadania ujęte w kartach pracy, uczniowie przechodzą przez proces budowania obwodów, rejestrowania wartości pomiarowych oraz ich analizy. Weryfikują prawo Ohma i prawa Kirchhoffa, porównują wyniki z przewidywaniami teoretycznymi oraz uczą się wyciągać poprawne wnioski na podstawie danych eksperymentalnych. Podsumowanie pracy pozwala uczniom ocenić stopień opanowania umiejętności metrologicznych, zrozumienie zależności panujących w obwodach elektrycznych oraz dokładność wykonywanych pomiarów. Karty pracy sprzyjają rozwijaniu logicznego myślenia, umiejętności współpracy i świadomego korzystania z aparatury pomiarowej, prowadząc do samodzielnego i poprawnego wykonywania podstawowych pomiarów elektrycznych wraz z ich interpretacją.