Integrator zbudowany na wzmacniaczu operacyjnym to klasyczny układ analogowy, w którym napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do całki sygnału wejściowego w czasie (z odpowiednim znakiem i stałą zależną od elementów).
Kluczową rolę pełni tu kondensator, najczęściej umieszczony w gałęzi sprzężenia zwrotnego. Własność kondensatora opisana zależnością i = C · du/dt sprawia, że dla danego prądu (wymuszanego przez sygnał wejściowy i rezystor wejściowy w typowej topologii) napięcie na kondensatorze zmienia się w czasie liniowo, a wzmacniacz operacyjny utrzymując warunek pracy w pętli sprzężenia realizuje efekt całkowania.
Dlatego odpowiedź "Kondensator integruje sygnał wejściowy w czasie" najlepiej opisuje funkcję kondensatora w tym konkretnym układzie.
Pozostałe odpowiedzi są problematyczne w kontekście integratora:
- "Kondensator blokuje prąd stały" – to typowa rola kondensatora w sprzęganiu sygnałów (odcinanie składowej stałej) lub filtracji, ale nie definiuje działania integratora. W integratorze istotne jest, że kondensator w sprzężeniu zwrotnym wymusza zależność czasową odpowiadającą całkowaniu.
- "Kondensator przechowuje energię w polu elektrycznym" – to prawdziwa, ogólna cecha fizyczna kondensatora, jednak zbyt ogólna: nie tłumaczy, dlaczego układ jako całość działa jak integrator.
- "Kondensator przekształca napięcie na prąd" – kondensator może przewodzić prąd zależny od szybkości zmian napięcia, ale sformułowanie sugeruje prostą konwersję U→I. W integratorze efekt funkcjonalny dotyczy relacji wejście–wyjście całego wzmacniacza (całka w czasie), a nie samego "przekształcania" w oderwaniu od topologii.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy widzisz wzmacniacz operacyjny z kondensatorem w sprzężeniu zwrotnym, najpierw rozważ, czy układ realizuje całkowanie (integrator) albo różniczkowanie (różniczkujący) – o tym decyduje położenie kondensatora względem wejścia i sprzężenia.
