KWALIFIKACJA ELM2 - TEST WIEDZY NR 9

PYTANIE NR 4.
Rozważ układ złożony z dwóch czwórników połączonych szeregowo. Czwórnik 1 ma charakterystykę wzmacniającą napięcie, a czwórnik 2 - wzmacniającą prąd. Jaki będzie ogólny charakter układu?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Jeśli pierwszy czwórnik zwiększa amplitudę napięcia na swoim wyjściu, a drugi (dołączony kaskadowo) zwiększa prąd dostępny na wyjściu, to cały układ zapewnia zarówno większe napięcie, jak i większy prąd niż na wejściu.
Odpowiedzi z tylko jednym typem wzmocnienia pomijają działanie drugiego stopnia.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniach blokowych z czwórnikami zwykle zakłada się połączenie kaskadowe (wyjście pierwszego stanowi wejście drugiego) oraz sensowne warunki pracy, tzn. że można mówić o "wzmocnieniu napięciowym" i "wzmocnieniu prądowym" danego stopnia jako o jego dominującej właściwości.

Czwórnik 1 ma charakterystykę wzmacniającą napięcie, więc na jego wyjściu uzyskuje się większe napięcie sygnału niż na wejściu (w sensie wzmocnienia napięciowego > 1). Czwórnik 2 wzmacnia prąd, czyli poprawia zdolność dostarczania prądu do obciążenia (wzmocnienie prądowe > 1). Gdy takie dwa bloki połączy się kaskadowo, efekt każdego z nich "dokłada się" w torze sygnałowym: najpierw rośnie napięcie, a następnie rośnie prąd dostępny na wyjściu całego układu.

Dlatego ogólny charakter układu to: wzmacniający zarówno napięcie, jak i prąd. Taki układ ma też potencjał wzmocnienia mocy, bo moc w obciążeniu zależy od napięcia i prądu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne w typowym ujęciu egzaminacyjnym:

  • "Wzmacniający napięcie" – pomija działanie drugiego czwórnika, którego rolą jest zwiększanie prądu (wydajności prądowej).
  • "Wzmacniający prąd" – pomija pierwszy stopień, który podnosi poziom napięcia sygnału.
  • "Nie można tego stwierdzić bez dodatkowych informacji." – w praktyce szczegóły zależą od impedancji źródła i obciążenia, ale w zadaniu przyjęto opis funkcjonalny czwórników (jeden napięciowy, drugi prądowy). W takim modelu blokowym wniosek o wzmocnieniu obu wielkości jest zamierzony.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści podano jednoznacznie rolę kolejnych stopni (napięciowy → prądowy), traktuj to jako opis funkcjonalny kaskady, a nie jako zaproszenie do analizy dopasowania impedancji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Czwórnik to model "czarnej skrzynki" z dwoma zaciskami wejściowymi i dwoma wyjściowymi. Służy do opisu działania bloku (np. wzmacniacza, filtru) bez wchodzenia w szczegóły elementów w środku. Dzięki temu łatwiej analizować połączenia bloków w torze sygnałowym.
Wzmocnienie napięciowe oznacza, że napięcie sygnału na wyjściu jest większe niż na wejściu (w typowym sensie: stosunek napięć > 1). W praktyce zależy od warunków pomiaru i obciążenia, ale w zadaniach egzaminacyjnych często traktuje się je jako cechę funkcjonalną danego stopnia.
Wzmocnienie prądowe oznacza, że układ zapewnia większy prąd na wyjściu w porównaniu z prądem wejściowym (w sensie wzmocnienia prądu > 1) albo zwiększa wydajność prądową dla obciążenia. Taki stopień jest typowy np. dla bufora lub wzmacniacza mocy, który "dowozi" prąd do odbiornika.
Połączenie kaskadowe (szeregowe w torze sygnału) polega na tym, że wyjście pierwszego jest podłączone do wejścia drugiego. Wtedy drugi blok przetwarza sygnał już "zmieniony" przez pierwszy. W uproszczonej analizie blokowej efekty kolejnych stopni sumują się funkcjonalnie.
Bo każdy stopień realizuje inną "część zadania": pierwszy podnosi poziom napięcia, a drugi zwiększa możliwość dostarczenia prądu na wyjściu. Jeżeli sygnał przechodzi kolejno przez oba bloki, to na końcu układu masz jednocześnie wyższe napięcie (efekt stopnia 1) i wyższy prąd (efekt stopnia 2).
Tak, bywa poprawna, gdy zadanie nie podaje warunków pracy (impedancji źródła i obciążenia, sposobu pomiaru wzmocnienia) i wymaga ścisłego wnioskowania. Jednak gdy treść opisuje stopnie jednoznacznie jako "wzmacniający napięcie" i "wzmacniający prąd", zwykle oczekuje się wniosku blokowego o wzmocnieniu obu wielkości.
Wzmacniacz napięciowy to np. stopień małosygnałowy, którego celem jest duże wzmocnienie napięcia przy małym prądzie wyjściowym. Wzmacniacz prądowy to np. bufor lub stopień końcowy, który ma mniejsze wzmocnienie napięcia, ale potrafi oddać duży prąd do obciążenia (głośnik, silnik, przekaźnik).
Najczęściej: (1) wybór odpowiedzi z jednym wzmocnieniem, bo tak opisano pierwszy lub drugi stopień; (2) mylenie "szeregowo" z połączeniem elementów RLC, a nie bloków; (3) nadinterpretacja wpływu obciążenia bez sprawdzenia, czy pytanie jest w modelu funkcjonalnym. Warto czytać, co dokładnie opisuje każdy blok.
Wzmocnienie napięcia mówi o stosunku napięć wyjście/wejście, wzmocnienie prądu o stosunku prądów, a wzmocnienie mocy o stosunku mocy. Moc zależy od obu wielkości, więc układ może mieć duże wzmocnienie mocy nawet wtedy, gdy jedno z wzmocnień (napięciowe lub prądowe) jest umiarkowane, o ile drugie je "uzupełnia".
Najpierw rozpoznaj, czy pytanie jest blokowe (opis funkcji stopni) czy obwodowe (wymaga liczb, impedancji, obliczeń). Gdy opis mówi wprost o "wzmacnianiu napięcia" i "wzmacnianiu prądu", zwykle chodzi o wniosek jakościowy: kaskada daje oba efekty. Dopiero gdy pojawiają się impedancje, analizuj dopasowanie.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 49% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Two-port network" — https://en.wikipedia.org/wiki/Two-port_network (dostęp: 2026-02-26)
  • Wikipedia: "Amplifier" — https://en.wikipedia.org/wiki/Amplifier (dostęp: 2026-02-26)
  • Wikipedia: "Current gain" — https://en.wikipedia.org/wiki/Current_gain (dostęp: 2026-02-26)

Materiały:

  • Rozdziały o wzmacniaczach małosygnałowych (wzmocnienie napięciowe i prądowe) w podręcznikach elektroniki analogowej
  • Materiały dydaktyczne o czwórnikach i parametrach sieci dwójnika/czwórnika
  • Ćwiczenia z analizy kaskad wzmacniaczy (schematy blokowe i dopasowanie impedancji)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego