Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM2 - TEST WIEDZY NR 7



PYTANIE NR 4.
Rozważ następującą tabelę przedstawiającą parametry trzech różnych czwórników (A, B, C):
Czwórnik Impedancja wejściowa Impedancja wyjściowa
A Wysoka Niska
B Niska Wysoka
C Wysoka Wysoka

Wskaż, który z czwórników będzie najlepszym wyborem do zastosowania jako wzmacniacz napięciowy.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wzmacniacz napięciowy powinien mieć wysoką impedancję wejściową, aby nie obciążać źródła (nie powodować spadku napięcia na jego rezystancji wewnętrznej), oraz niską impedancję wyjściową, aby utrzymać napięcie na obciążeniu. Tę kombinację (wysoka na wejściu, niska na wyjściu) ma czwórnik A.

Pełne wyjaśnienie:

Dla wzmacniacza napięciowego kluczowe są dwa warunki praktyczne:

  • Wysoka impedancja wejściowa – wtedy układ pobiera mały prąd z poprzedniego stopnia/źródła. Dzięki temu napięcie źródła nie "siada" na jego rezystancji/impedancji wewnętrznej i sygnał na wejściu wzmacniacza jest możliwie wierny.
  • Niska impedancja wyjściowa – wtedy wyjście zachowuje się jak "twarde" źródło napięciowe, czyli przy dołączeniu obciążenia spadek napięcia na impedancji wyjściowej jest mały. W efekcie napięcie na obciążeniu jest zbliżone do napięcia idealnego wyjścia wzmacniacza.

Czwórnik A ma właśnie takie cechy (wejście wysokie, wyjście niskie), więc jest najlepszym wyborem jako wzmacniacz napięciowy/bufor napięciowy.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Czwórnik B (niskie wejście, wysokie wyjście): niska impedancja wejściowa silnie obciąża źródło, a wysoka impedancja wyjściowa powoduje duże "ugięcie" napięcia po podłączeniu obciążenia. To przeciwieństwo tego, czego oczekuje się od wzmacniacza napięciowego.
  • Czwórnik C (wysokie wejście, wysokie wyjście): wejście jest korzystne (małe obciążenie źródła), ale wysokie wyjście jest niekorzystne – napięcie na obciążeniu będzie zależeć od jego impedancji i może znacząco spadać.
  • Żaden z powyższych: jest fałszywe, bo istnieje wariant spełniający typowe kryteria dla wzmacniacza napięciowego, czyli czwórnik A.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli w pytaniu pojawia się "wzmacniacz napięciowy", zwykle szukasz układu typu bufor napięciowy: Zwe duża, Zwy mała. Dla wzmacniacza prądowego kryteria są odwrotne.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest impedancja wejściowa wzmacniacza i dlaczego powinna być wysoka?
Impedancja wejściowa opisuje, jak mocno wejście obciąża źródło sygnału. Gdy jest wysoka, prąd wejściowy jest mały, więc spadek napięcia na impedancji wewnętrznej źródła jest niewielki. Dzięki temu na wejściu wzmacniacza pojawia się sygnał o możliwie niezmienionej amplitudzie.
Co to jest impedancja wyjściowa i jak wpływa na napięcie na obciążeniu?
Impedancja wyjściowa to "wewnętrzna" impedancja, jaką widzi obciążenie patrząc na wyjście. Gdy jest niska, większość napięcia odkłada się na obciążeniu, a nie na samym wyjściu. Przy wysokiej impedancji wyjściowej napięcie na obciążeniu silnie zależy od jego wartości i może znacząco spadać.
Jakie impedancje są najlepsze dla wzmacniacza napięciowego w praktyce?
Dla wzmacniacza napięciowego najczęściej dąży się do: wysokiej impedancji wejściowej (nie obciąża źródła) oraz niskiej impedancji wyjściowej (dobrze "trzyma" napięcie na obciążeniu). To typowa cecha stopni buforowych i wielu układów z wzmacniaczem operacyjnym.
Dlaczego niska impedancja wejściowa jest problemem w torze pomiarowym?
Niska impedancja wejściowa pobiera większy prąd z badanego obiektu/źródła. W pomiarach często powoduje to "zaniżenie" mierzonego napięcia, bo sygnał dzieli się na impedancji źródła i wejścia przyrządu. Efektem są błędy pomiaru i zakłócenie pracy badanego układu.
Czy czwórnik z wysoką impedancją wejściową i wysoką wyjściową jest dobry?
To zależy od zastosowania, ale jako typowy wzmacniacz napięciowy zwykle nie. Wysokie wejście jest korzystne, natomiast wysoka impedancja wyjściowa sprawia, że napięcie na obciążeniu zmienia się wraz z jego impedancją. Taki czwórnik gorzej steruje kolejnym stopniem lub obciążeniem o zmiennej rezystancji.
Jak odróżnić wzmacniacz napięciowy od prądowego po impedancjach?
W uproszczeniu: wzmacniacz napięciowy ma wysoką impedancję wejściową i niską wyjściową (przenosi napięcie). Wzmacniacz prądowy dąży do niskiej impedancji wejściowej i wysokiej wyjściowej (łatwiej wymusza prąd). To dobra reguła do pytań testowych.
Jak działa bufor napięciowy i jakie ma typowe parametry wejścia/wyjścia?
Bufor napięciowy (np. wtórnik) ma wzmocnienie napięciowe bliskie 1, ale zapewnia separację stopni: bardzo mały prąd wejściowy i zdolność do oddawania większego prądu na wyjściu. Dlatego typowo ma wysoką impedancję wejściową i niską impedancję wyjściową.
Kiedy w praktyce potrzebuję niskiej impedancji wyjściowej wzmacniacza?
Gdy chcesz sterować obciążenie, które pobiera prąd (np. wejście kolejnego stopnia o mniejszej impedancji, dłuższy przewód, filtr, przetwornik ADC z próbkowaniem). Niska impedancja wyjściowa ogranicza spadki napięcia i poprawia stabilność sygnału, szczególnie przy zmiennym obciążeniu.
Czy w zadaniach o czwórnikach zawsze wygrywa "wysokie wejście i niskie wyjście"?
Nie zawsze, bo to reguła typowa dla wzmacniacza napięciowego. Jeśli pytanie dotyczy np. źródła prądowego, wzmacniacza prądowego albo dopasowania mocy, kryteria mogą być inne. Na egzaminie kluczowe jest słowo "napięciowy" (wtedy zwykle: wejście wysokie, wyjście niskie).
Jakie błędy najczęściej popełnia się w pytaniach o impedancję wejściową i wyjściową?
Najczęściej myli się kierunek zależności: wybiera się wysoką impedancję wyjściową, bo "wysoka = lepsza", albo stosuje się błędną zasadę "dopasowania" jako równości impedancji w każdej sytuacji. Pomaga zapamiętać: dla przenoszenia napięcia chcesz nie obciążać wejścia i "usztywnić" wyjście.
info

Statystycznie 60% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Tę kombinację (wysoka na wejściu, niska na wyjściu) ma czwórnik A."

Źródła:

  • Wikipedia (EN), "Input impedance" – https://en.wikipedia.org/wiki/Input_impedance (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia (EN), "Output impedance" – https://en.wikipedia.org/wiki/Output_impedance (dostęp: 2026-02-18)
  • All About Circuits, "Input and Output Impedances" – https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-8/input-output-impedances/ (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z podstaw elektroniki: impedancja, rezystancja wewnętrzna źródła, obciążenie
  • Notatki/opracowania o modelu Thevenina/Nortona i wpływie obciążenia na napięcie
  • Wprowadzenie do analizy czwórników i podstawowych parametrów wejścia/wyjścia
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego