KWALIFIKACJA ELM2 - TEST WIEDZY NR 6

PYTANIE NR 2.
Rozważ poniższy schemat obwodu elektronicznego:
    R1      C1
+----\/\/\----||----+
|                  |
|                  |
|                  |
+------------------+
Gdzie R1 to rezystor o wartości 10 Ohm, a C1 to kondensator o pojemności 10 uF. Jaką wartość ma reaktancja kondensatora przy częstotliwości 50 Hz?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Reaktancję pojemnościową liczy się ze wzoru Xc = 1/(2πfC). Dla f = 50 Hz oraz C = 10 µF = 10·10-6 F otrzymujemy Xc ≈ 1/(2π·50·10·10-6) ≈ 318,3 Ω. Rezystor R1 nie wpływa na samą wartość Xc.

Pełne wyjaśnienie:

Reaktancja pojemnościowa Xc opisuje, jak bardzo kondensator "przeciwstawia się" przepływowi prądu zmiennego o danej częstotliwości. Dla przebiegu sinusoidalnego zależy ona wyłącznie od częstotliwości f oraz pojemności C, zgodnie ze wzorem:

Xc = 1 / (2π f C)

Krok 1: zamiana jednostek pojemności.
Podano C = 10 µF, czyli 10·10-6 F.

Krok 2: podstawienie do wzoru.
f = 50 Hz, C = 10·10-6 F:

Xc = 1 / (2π · 50 · 10·10-6)

Krok 3: obliczenie mianownika.
50 · 10·10-6 = 500·10-6 = 5·10-4.
2π · 5·10-4 ≈ 6,2832 · 0,0005 ≈ 0,0031416.

Krok 4: odwrócenie wartości.
Xc ≈ 1 / 0,0031416 ≈ 318,3 Ω.

Dlatego odpowiedź "318.3 Ohm" jest zgodna z obliczeniami. Odpowiedź "159.2 Ohm" jest typowym wynikiem błędu rachunkowego (np. pominięcie czynnika 2 we wzorze lub przypadkowe podzielenie poprawnego wyniku przez 2). Odpowiedź "100 Ohm" może wynikać z błędnego zaokrąglania lub nieuwzględnienia przedrostka µ. Odpowiedź "50 Ohm" bywa efektem mylenia zależności z rezystancją lub intuicyjnego przyjęcia, że wartość "powinna być podobna" do częstotliwości, co w tym kontekście nie ma podstaw.

Warto też pamiętać, że obecność rezystora R1 w schemacie nie zmienia definicji Xc: reaktancja kondensatora jest parametrem elementu dla danej częstotliwości. Rezystor byłby potrzebny dopiero przy analizie całej impedancji obwodu lub stałej czasowej τ = RC.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Reaktancja pojemnościowa (Xc) to "opór" kondensatora dla prądu przemiennego o danej częstotliwości. Nie jest to rezystancja strat, tylko składowa impedancji wynikająca z magazynowania energii w polu elektrycznym. Jednostką Xc są omy (Ω).
Stosuje się wzór Xc = 1/(2πfC). Wstawiasz f = 50 Hz oraz pojemność C w faradach (F). Kluczowy krok to poprawne przeliczenie µF na F. Dopiero potem wykonujesz mnożenie w mianowniku i odwracasz wynik.
Wzór na Xc działa poprawnie, gdy C jest w faradach. Przedrostek "µ" oznacza 10-6, więc 10 µF = 10·10-6 F. Jeśli pominiesz przedrostek, wynik wyjdzie błędny o rząd wielkości, a czasem o milion razy.
Nie. Reaktancja kondensatora jest cechą samego kondensatora przy danej częstotliwości: zależy tylko od f i C. Rezystor wpływa natomiast na impedancję całego obwodu (np. połączenia szeregowego) oraz na stałą czasową τ = RC w analizie czasowej.
Reaktancja to część impedancji związana z elementami magazynującymi energię (kondensator, cewka) i może być "pojemnościowa" lub "indukcyjna". Impedancja to uogólniony "opór" w AC: obejmuje zarówno rezystancję (część rzeczywistą), jak i reaktancję (część urojoną).
Z zależności Xc = 1/(2πfC) wynika, że Xc jest odwrotnie proporcjonalna do f. Gdy częstotliwość rośnie, kondensator szybciej się ładuje i rozładowuje, przez co dla sygnału AC "łatwiej" przepuszcza prąd (ma mniejszą reaktancję).
Tak, orientacyjnie. Dla 50 Hz: 2πf ≈ 314. Jeśli C = 10 µF = 10·10-6, to (2πfC) ≈ 314·10·10-6 = 0,00314. Odwrotność 0,00314 to ok. 318 Ω. To dobre oszacowanie egzaminacyjne.
Najczęstsze są: pominięcie przeliczenia µF→F, zgubienie czynnika 2 w 2π, pomylenie f z ω (rad/s), oraz mylenie wzoru kondensatora ze wzorem cewki. Pomaga zapisanie pełnego wzoru i kontrola jednostek przed obliczeniem.
Gdy dobierasz elementy do filtrów RC, oceniasz sprzęganie sygnału przez kondensator, liczysz tłumienie dla danej częstotliwości lub analizujesz zakłócenia w zasilaniu. Xc pozwala szybko ocenić, czy kondensator "przepuści" sygnał AC i jak mocno.
Tak. Miernik LCR zwykle mierzy pojemność i/lub impedancję dla zadanej częstotliwości testowej (np. 100 Hz, 1 kHz). Z odczytanej C możesz obliczyć Xc, a część mierników podaje też bezpośrednio składowe impedancji. Ważne jest ustawienie właściwej częstotliwości pomiaru.
info

Około 68% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Reaktancję pojemnościową liczy się ze wzoru Xc = 1/(2πfC)."

Źródła:

  • Wikipedia: "Reaktancja" (sekcja o reaktancji pojemnościowej i zależności od f oraz C) https://pl.wikipedia.org/wiki/Reaktancja - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia (EN): "Capacitive reactance" (formula Xc = 1/(ωC) = 1/(2πfC)) https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitive_reactance - dostęp 2026-02-27
  • All About Circuits: "Capacitive Reactance" (definicja i wzory dla Xc) https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current/chpt-3/capacitive-reactance/ - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw elektrotechniki/elektroniki: rozdział o obwodach prądu przemiennego (R, L, C)
  • Karty wzorów: impedancja i reaktancja elementów RLC w AC
  • Ćwiczenia rachunkowe z przeliczaniem przedrostków SI (µ, m, k, M)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego