KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 16.
We wzmacniaczach prądu stałego pomiędzy kolejnymi stopniami nie stosuje się sprzężenia pojemnościowego, ponieważ kondensator
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Sprzężenie pojemnościowe między stopniami nie nadaje się do wzmacniaczy prądu stałego, bo kondensator w stanie ustalonym blokuje składową stałą (nie przepuszcza DC). Przepuszcza natomiast składową zmienną, dlatego stosuje się go głównie do sprzęgania sygnałów AC i odcinania składowej stałej.

Pełne wyjaśnienie:

Wzmacniacz prądu stałego (DC) ma przenosić nie tylko zmiany sygnału, ale również jego poziom stały (offset, wartość średnią). Jeśli między kolejnymi stopniami zastosuje się sprzężenie pojemnościowe (kondensator w szereg z sygnałem), to w stanie ustalonym kondensator naładuje się do pewnego napięcia i przestanie przewodzić prąd stały. W praktyce oznacza to, że nie przeniesie składowej stałej z poprzedniego stopnia do następnego.

Dlatego poprawna odpowiedź brzmi: kondensator nie przenosi składowej stałej sygnału. Jest to kluczowe, bo kolejne stopnie wzmacniacza DC często muszą zachować odpowiednią polaryzację punktu pracy i przekazać poziom napięcia (lub prądu) stałego.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "stanowi zwarcie dla sygnału stałego" – to odwrotnie: dla DC (w stanie ustalonym) kondensator zachowuje się jak przerwa, a nie zwarcie. Zwarcie jest przybliżeniem dla bardzo wysokich częstotliwości w porównaniu do reaktancji pojemnościowej.
  • "stanowi przerwę dla sygnału o dużej częstotliwości" – dla wysokich częstotliwości reaktancja kondensatora maleje, więc sygnał przechodzi łatwiej, a nie trudniej. "Przerwa" dotyczy raczej DC i bardzo niskich częstotliwości.
  • "podobnie jak dioda, przewodzi sygnał w jednym kierunku" – kondensator jest elementem biernym i (w sensie idealnym) nie jest kierunkowy jak dioda. Może przewodzić prąd przemienny w obie strony w zależności od zmian napięcia, nie realizuje prostowania.

W praktyce sprzężenie kondensatorowe jest korzystne w torach audio i ogólnie dla sygnałów AC, bo odcina składową stałą i pozwala niezależnie ustawiać polaryzację stopni. Natomiast gdy celem jest wzmacnianie DC, stosuje się zwykle sprzężenie bezpośrednie (DC coupling) lub rozwiązania zapewniające przeniesienie składowej stałej.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Sprzężenie pojemnościowe to połączenie stopni za pomocą kondensatora w szereg z sygnałem. Kondensator przepuszcza składową zmienną (AC), a ogranicza lub blokuje składową stałą (DC), dzięki czemu kolejne stopnie mogą mieć niezależną polaryzację.
Po podłączeniu do napięcia stałego kondensator ładuje się, a po osiągnięciu stanu ustalonego prąd stały praktycznie zanika. W efekcie DC nie "przechodzi" przez kondensator w szeregu, więc poziom stały sygnału nie jest przekazywany do następnego stopnia.
Dla niskich częstotliwości (w tym DC) kondensator ma dużą reaktancję i utrudnia przepływ sygnału. Dla wysokich częstotliwości reaktancja maleje, więc sygnał jest przenoszony łatwiej. To dlatego kondensator bywa "przepustką" dla AC.
Nie, jeśli wzmacniacz ma przenosić składową stałą. Kondensator w sprzęganiu szeregowym zablokuje DC i zmieni warunki polaryzacji następnego stopnia. Wzmacniacze DC zwykle wymagają sprzęgania bezpośredniego lub układów kompensacji offsetu.
Najczęściej stosuje się je w torach audio, przedwzmacniaczach i wejściach wzmacniaczy sygnałowych, aby odciąć składową stałą z poprzedniego bloku. Pomaga to uniknąć "przenoszenia" napięć polaryzacji i upraszcza dobór punktu pracy kolejnych stopni.
Uczniowie czasem przypisują kondensatorowi kierunkowość, bo kojarzą elementy elektroniczne z "przewodzeniem w jedną stronę". Kondensator nie prostuje sygnału; jego kluczową cechą jest magazynowanie ładunku i zależność impedancji od częstotliwości.
Składowa stała to wartość średnia sygnału w czasie, np. offset napięcia lub prądu. Sygnał może mieć jednocześnie część stałą i część zmienną. W torach DC ważne jest, aby przenieść obie, a kondensator w szeregu usuwa część stałą.
Kondensator sprzęgający z rezystancją wejściową kolejnego stopnia tworzy filtr górnoprzepustowy RC. Zbyt mała pojemność może tłumić niskie częstotliwości, a zbyt duża zmniejsza tłumienie, ale zwiększa np. rozmiar i prądy upływu. Dobór zależy od pasma.
Sprzężenie bezpośrednie stosuje się wtedy, gdy trzeba przenieść również DC, np. w układach pomiarowych, wzmacniaczach operacyjnych dla sygnałów wolnozmiennych lub w torach sterowania. Wymaga to jednak kontrolowania offsetu i stabilnej polaryzacji stopni.
Szukaj sformułowań typu "prądu stałego", "składowa stała", "offset", "poziom DC". W takich zadaniach zwykle kluczowe jest, czy układ przenosi wartość średnią sygnału. Jeśli pojawia się kondensator w szeregu, to najczęściej oznacza blokowanie DC.
info

Statystycznie 61% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że sprzężenie pojemnościowe między stopniami nie nadaje się do wzmacniaczy prądu stałego, bo kondensator w stanie ustalonym blokuje składową stałą (nie przepuszcza DC).

Źródła:

  • Wikipedia: "AC coupling" – https://en.wikipedia.org/wiki/AC_coupling (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: "Capacitor" (sekcja o zachowaniu dla DC/AC) – https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor (dostęp: 2026-02-18)
  • All About Circuits: "Capacitors" (podstawy, zachowanie w czasie i dla AC) – https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-13/capacitors/ (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Karty katalogowe kondensatorów (parametry: pojemność, ESR, prąd upływu)
  • Materiały dydaktyczne o filtrach RC i sprzęganiu AC/DC
  • Ćwiczenia laboratoryjne: charakterystyka kondensatora dla DC i AC

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego