KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 3

PYTANIE NR 21.
Podaj wartość rezystancji wyjściowej wzmacniacza operacyjnego w trybie wzmacniania napięcia.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W analizie teoretycznej (model idealny) wzmacniacz operacyjny ma rezystancję wyjściową równą 0 Ω.
Oznacza to, że napięcie na wyjściu nie zależy od obciążenia. Odpowiedzi mówiące o zależności od napięcia lub o nieskończoności nie opisują standardowego modelu idealnego.

Pełne wyjaśnienie:

W pytaniach szkolnych i egzaminacyjnych o "wzmacniacz operacyjny" bez dodatkowych doprecyzowań najczęściej chodzi o model idealny, używany do analizy układów wzmacniających napięcie (np. konfiguracja odwracająca i nieodwracająca).

W tym modelu przyjmuje się kluczowe założenia:

  • rezystancja wejściowa jest nieskończona (prąd wejściowy ≈ 0),
  • wzmocnienie napięciowe w otwartej pętli jest nieskończone,
  • rezystancja wyjściowa jest równa 0 Ω.

Dlatego odpowiedź "Przyjmuje wartość zerową" jest poprawna: idealne wyjście WOP zachowuje się jak idealne źródło napięciowe, które utrzymuje swoje napięcie niezależnie od podłączonego obciążenia (oczywiście w granicach założeń modelu).

Pozostałe propozycje są błędne z typowych powodów:

  • "Zależy od wartości napięcia wejściowego" – myli parametr elementu z chwilowymi wartościami sygnałów. Rezystancja wyjściowa jest cechą modelu/układu, a nie funkcją aktualnego napięcia wejściowego.
  • "Przyjmuje wartość nieskończoności" – to częsty błąd wynikający z przeniesienia własności wejścia (Rwe → ∞) na wyjście. Nieskończona rezystancja na wyjściu oznaczałaby brak możliwości obciążania (zachowanie jak idealne źródło prądowe), co nie pasuje do modelu idealnego WOP jako źródła napięciowego.
  • "Zależy od wartości napięcia wyjściowego" – również sugeruje, że Rwy zmienia się wraz z sygnałem. W podstawowej teorii przyjmuje się Rwy = 0 Ω, a w modelu rzeczywistym Rwy jest mała, ale nadal traktowana jako parametr (w przybliżeniu stały w danym zakresie pracy).

W praktyce rzeczywiste wzmacniacze operacyjne mają niezerową, niewielką rezystancję wyjściową, co może powodować spadek napięcia pod obciążeniem. Jednak w zadaniach o podstawowych parametrach, jeśli nie ma mowy o "rzeczywistym" układzie ani o danych z noty katalogowej, obowiązuje model idealny.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Rezystancja wyjściowa to "rezystancja wewnętrzna" widziana na wyjściu układu. Opisuje, jak bardzo napięcie wyjściowe spada przy obciążeniu prądem. Im mniejsza, tym lepiej wzmacniacz utrzymuje zadane napięcie na obciążeniu.
To założenie upraszczające analizę: idealny WOP ma zachowywać się jak idealne źródło napięciowe na wyjściu. Gdy Rwy = 0 Ω, napięcie wyjściowe nie zależy od obciążenia, więc łatwiej wyznaczać wzmocnienie i zależności sygnałowe.
Nie. W układach rzeczywistych rezystancja wyjściowa jest mała, ale niezerowa, więc przy większych prądach obciążenia pojawia się spadek napięcia i ograniczenia wysterowania. W zadaniach teoretycznych zwykle przyjmuje się jednak model idealny.
Zależy to od konkretnego typu wzmacniacza operacyjnego i warunków pracy. W notach katalogowych spotyka się wartości rzędu dziesiątek omów (a czasem mniej) w określonych częstotliwościach i prądach. Dokładną wartość zawsze odczytuje się z dokumentacji producenta.
Rezystancja wejściowa dotyczy zacisków wejściowych i mówi, jak duży prąd "wchodzi" do WOP (idealnie prawie żaden). Rezystancja wyjściowa dotyczy zacisku wyjściowego i mówi, jak "twarde" jest źródło napięcia na wyjściu (idealnie bardzo twarde, czyli 0 Ω).
Nieskończona rezystancja na wyjściu oznaczałaby, że wyjście nie potrafi dostarczyć prądu do obciążenia (zachowanie jak źródło prądowe o bardzo dużej rezystancji). Model idealnego wzmacniacza operacyjnego w trybie wzmacniania napięcia zakłada natomiast idealne źródło napięciowe.
W prostym modelu teoretycznym nie: przyjmuje się Rwy = 0 Ω. W modelu rzeczywistym mogą występować zależności od częstotliwości, prądu obciążenia czy punktu pracy, ale na poziomie podstawowym traktuje się Rwy jako parametr układu, a nie funkcję chwilowego napięcia sygnału.
Gdy w treści nie ma danych z noty katalogowej ani sformułowań typu "rzeczywisty wzmacniacz" oraz nie podano parametrów nieidealności. Wtedy standardowo zakłada się: prądy wejściowe pomijalne, Rwe → ∞ i Rwy → 0, a obliczenia opiera się na sprzężeniu zwrotnym.
Można to przybliżyć modelem Thevenina: idealne źródło napięcia w szeregu z Rwy. Gdy płynie prąd obciążenia, na Rwy odkłada się spadek U = I·Rwy, przez co napięcie na obciążeniu jest mniejsze od napięcia "bez obciążenia".
Najczęściej myli się parametry wejścia z wyjściem (Rwe i Rwy), automatycznie wybiera "nieskończoność" dla złego parametru oraz zakłada zależność parametrów od napięć sygnału. Pomaga zapamiętanie: wejście "nie pobiera", wyjście "utrzymuje".
info

Statystycznie 56% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "W analizie teoretycznej (model idealny) wzmacniacz operacyjny ma rezystancję wyjściową równą 0 Ω.Oznacza to, że napięcie na wyjściu nie zależy od obciążenia."

Źródła:

  • Texas Instruments, "OP AMPS for Everyone" (Ron Mancini, ed.), rozdział: model idealny i nieidealności wzmacniacza operacyjnego (sekcje o impedancji wyjściowej), dostęp PDF na stronie TI
  • Sedra/Smith, "Microelectronic Circuits", rozdział o wzmacniaczach operacyjnych: założenia modelu idealnego (Rin→∞, Rout→0), wydania akademickie
  • Horowitz, Hill, "The Art of Electronics", rozdziały o wzmacniaczach operacyjnych: model idealny i parametry wyjściowe (impedancja wyjścia)

Materiały:

  • Rozdziały o wzmacniaczach operacyjnych w podręcznikach elektroniki analogowej (model idealny i rzeczywisty)
  • Noty katalogowe i karty charakterystyk wzmacniaczy operacyjnych (parametr output impedance)
  • Materiały dydaktyczne/zeszyty ćwiczeń z analizy układów z WOP (Rwe→∞, Rwy→0)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego