Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2019



PYTANIE NR 31.
Jaka powinna być wartość rezystancji R2, aby w układzie pokazanym na rysunku uzyskać wzmocnienie napięciowe równe -10 V/V, jeżeli wartość rezystancji R1 = 2 kΩ?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej wzmocnienie napięciowe spełnia zależność Av = -R2/R1.
Skoro Av = -10 i R1 = 2 kΩ, to R2 = 10 · 2 kΩ = 20 kΩ. Znak "-" oznacza odwrócenie fazy, nie ujemną rezystancję.

Pełne wyjaśnienie:

W typowym układzie ze wzmacniaczem operacyjnym w konfiguracji odwracającej rezystor R1 jest w torze wejściowym, a R2 znajduje się w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego. Dla takiej konfiguracji (przy założeniu pracy w zakresie liniowym i idealizacji WO) wzmocnienie napięciowe opisuje zależność:

Av = Uwy/Uwe = -R2/R1

Znak minus informuje o odwróceniu fazy sygnału (na wyjściu pojawia się sygnał o przeciwnym znaku), natomiast wartości rezystorów dobiera się z modułu wzmocnienia.

Obliczenie jest więc bezpośrednie:

  • Podstawiamy Av = -10 oraz R1 = 2 kΩ.
  • Z równania: -10 = -R2/R1 wynika 10 = R2/R1.
  • Stąd R2 = 10 · R1 = 10 · 2 kΩ = 20 kΩ.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują? Wartości w omach (Ω) są o trzy rzędy wielkości mniejsze niż w kiloomach (kΩ). Gdyby przyjąć "20 Ω", wzmocnienie wyniosłoby około -20/2000 = -0,01, czyli byłoby praktycznie tłumieniem, a nie wzmocnieniem -10. Z kolei "0,2 kΩ" oznacza 200 Ω, co dałoby -200/2000 = -0,1. Odpowiedzi z "0,2 Ω" są jeszcze bardziej skrajne i również prowadzą do niemal zerowego wzmocnienia. Klucz na egzaminie: najpierw wybierz właściwy wzór dla konfiguracji, potem kontroluj prefiksy jednostek (Ω vs kΩ) i rząd wielkości wyniku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć wzmocnienie wzmacniacza odwracającego z R1 i R2?
Dla wzmacniacza odwracającego stosuje się zależność Av = -R2/R1. Najpierw liczysz iloraz rezystancji, a znak "-" oznacza odwrócenie fazy. Przykład: R2 = 20 kΩ i R1 = 2 kΩ dają Av = -10.
Dlaczego wzmocnienie ma znak minus (-10 V/V)?
Znak minus oznacza, że układ odwraca fazę (polaryzację) sygnału: dodatnie napięcie wejściowe powoduje ujemne napięcie wyjściowe. To cecha konfiguracji odwracającej i wynika z ujemnego sprzężenia zwrotnego oraz sposobu podania sygnału na wejście WO.
Co oznacza zapis V/V przy wzmocnieniu napięciowym?
V/V to wzmocnienie napięciowe wyrażone jako stosunek napięcia wyjściowego do wejściowego. Jest bezwymiarowe (jednostki się skracają), ale zapis V/V podkreśla, że chodzi o napięcie, a nie np. wzmocnienie prądowe czy mocy.
Jak wyznaczyć R2, gdy znasz A_v i R1?
W konfiguracji odwracającej przekształcasz wzór: z Av = -R2/R1 dostajesz R2 = -Av · R1. W praktyce korzystasz z modułu: R2 = |Av|·R1, a znak informuje o odwróceniu fazy.
Czy w takim zadaniu trzeba uwzględniać tolerancję rezystorów?
W typowych zadaniach egzaminacyjnych przyjmuje się wartości nominalne, bez tolerancji. W praktyce tolerancja wpływa na dokładność wzmocnienia (np. 1% lub 5%), więc do precyzyjnych układów dobiera się rezystory o małej tolerancji lub stosuje się pomiar i dobór.
Jakie błędy z jednostkami najczęściej psują wynik (Ω i kΩ)?
Najczęstszy błąd to pomylenie Ω z kΩ, czyli błąd o 1000×. Jeśli R1=2 kΩ, a ktoś dobierze R2 w Ω, wzmocnienie wyjdzie niemal zerowe. Warto zawsze przeliczyć: 2 kΩ = 2000 Ω i sprawdzić rząd wielkości.
Kiedy stosuje się wzmacniacz odwracający w praktyce montażu elektroniki?
Stosuje się go m.in. do wzmocnienia sygnałów z czujników, w torach audio, w układach filtrów aktywnych i kondycjonowania sygnałów. Jest wygodny, bo wzmocnienie ustala się stosunkiem dwóch rezystorów, a wejście ma "wirtualną masę".
Jak sprawdzić na płytce, który rezystor jest R1, a który R2?
R1 zwykle jest między źródłem sygnału a wejściem odwracającym, a R2 łączy wyjście z tym samym wejściem (sprzężenie zwrotne). Najpewniej sprawdzisz to ścieżkami PCB lub schematem montażowym: R2 zawsze "wraca" z wyjścia do wejścia.
Czy da się uzyskać wzmocnienie -10, jeśli R1 jest stały 2 kΩ?
Tak, wystarczy dobrać R2 tak, aby spełnić |Av| = R2/R1. Dla |Av|=10 i R1=2 kΩ wychodzi R2=20 kΩ. W praktyce można użyć rezystora 20 kΩ lub zestawu rezystorów (np. szeregowo), by uzyskać wartość z szeregu.
Jakie odpowiedzi są podejrzane w testach, gdy pojawiają się Ω obok kΩ?
Gdy w treści masz kΩ (np. 2 kΩ), a w odpowiedziach mieszają się Ω i kΩ, często błędne są te bez prefiksu (Ω), bo zmieniają skalę o 1000×. Zawsze porównaj rząd wielkości: dla wzmocnień rzędu 10× R2 zwykle jest rzędu kΩ jak R1.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 61% zdających egzamin. średnie

Według specjalistów z branży: "Dla wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej wzmocnienie napięciowe spełnia zależność Av = -R2/R1."

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z elektroniki analogowej (wzmacniacze operacyjne, sprzężenie zwrotne)
  • Noty aplikacyjne producentów wzmacniaczy operacyjnych o konfiguracjach odwracających/nieodwracających
  • Zbiory zadań egzaminacyjnych i ćwiczenia rachunkowe z doboru rezystorów dla zadanego wzmocnienia
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego