KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 7

PYTANIE NR 9.
Przyjrzyj się poniższej tabeli, która przedstawia różne wartości rezystancji i kondensatora dla układu RC. Jaka kombinacja będzie najodpowiedniejsza, jeśli chcesz uzyskać najdłuższy czas stały (RC)?
Rezystor [Ω]Kondensator [F]
1k
10k10μ
100k100μ
1M1m
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Stała czasowa układu RC (τ) jest równa iloczynowi R·C, więc najdłuższy czas uzyskasz dla największej rezystancji i największej pojemności z tabeli. W podanych parach wartości rosną w każdym wierszu, dlatego kombinacja 1 MΩ oraz 1 mF daje największy iloczyn R·C.

Pełne wyjaśnienie:

W obwodzie RC stała czasowa (oznaczana często jako τ) opisuje, jak szybko zmienia się napięcie na kondensatorze podczas ładowania lub rozładowania. Dla prostego obwodu szeregowego obowiązuje zależność:

τ = R · C

Oznacza to, że aby uzyskać najdłuższy czas stały, trzeba wybrać taką parę elementów, dla której iloczyn rezystancji i pojemności jest największy. W przedstawionej tabeli wartości rezystora rosną (1 kΩ → 10 kΩ → 100 kΩ → 1 MΩ) i jednocześnie wartości kondensatora także rosną (1 µF → 10 µF → 100 µF → 1 mF). Skoro oba czynniki w iloczynie R·C zwiększają się z wiersza na wiersz, największą stałą czasową da ostatnia para: 1 MΩ i 1 mF.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 1 kΩ i 1 µF – to najmniejsze R i najmniejsze C, więc daje najmniejszy iloczyn i najszybszą odpowiedź układu.
  • 10 kΩ i 10 µF – większe niż wariant 1 kΩ/1 µF, ale nadal mniejsze niż 100 kΩ/100 µF oraz 1 MΩ/1 mF.
  • 100 kΩ i 100 µF – to duża stała czasowa, ale nadal mniejsza niż w wariancie z 1 MΩ i 1 mF.

Wskazówka egzaminacyjna: uważaj na przedrostki. µ (mikro) i m (mili) różnią się o czynnik 1000, a k i M o czynnik 1000. Błąd w odczycie przedrostka może całkowicie zmienić wynik porównania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stała czasowa τ to parametr określający tempo zmian napięcia/prądu w obwodzie RC po skoku sygnału. Dla prostego obwodu RC wynosi τ = R·C. Po czasie τ napięcie na kondensatorze osiąga ok. 63% wartości końcowej (dla ładowania).
Pomnóż rezystancję i pojemność: τ = R·C. Zadbaj o spójne jednostki: R w omach (Ω), C w faradach (F). Jeśli masz kΩ, MΩ, µF lub mF, najpierw przelicz na Ω i F, a dopiero potem licz iloczyn.
Ponieważ τ jest wprost proporcjonalne do obu wartości: jeśli zwiększysz R, rośnie τ; jeśli zwiększysz C, również rośnie τ. Gdy oba parametry rosną jednocześnie, iloczyn R·C rośnie najszybciej, więc układ reaguje wolniej (dłużej się ładuje/rozładowuje).
Nie zawsze. Najdłuższy czas zależy od iloczynu R i C. Para z największym kondensatorem nie musi wygrać, jeśli ma bardzo mały rezystor. Zawsze porównuj R·C (lub przynajmniej sprawdź, czy oba parametry rosną lub maleją w tym samym kierunku).
Najczęstszy błąd to mylenie m (mili, 10^-3) z µ (mikro, 10^-6) oraz k (kilo, 10^3) z M (mega, 10^6). Pomyłka o 1000× zmienia τ drastycznie, więc warto przed liczeniem rozpisać wartości w Ω i F.
1 mF to 0,001 F, czyli 10^-3 F. 1 µF to 0,000001 F, czyli 10^-6 F. Różnica wynosi 1000 razy: 1 mF = 1000 µF. W zadaniach RC ta różnica zwykle mocno wpływa na czas ładowania i rozładowania.
Duże τ stosuje się m.in. w prostych układach opóźnienia (soft-start), filtracji wolnozmiennych sygnałów, eliminacji drgań styków (debouncing) oraz w układach, gdzie sygnał ma narastać/powoli zanikać. Dobór R i C pozwala ustawić wymagany czas reakcji.
Bardzo duże rezystancje zwiększają wpływ prądów upływu, szumów i zakłóceń oraz wrażliwość na impedancję wejściową następnego stopnia (np. wejścia układu). W praktyce może to powodować, że rzeczywista stała czasowa odbiega od obliczeń, mimo że R·C na papierze jest duże.
Duże pojemności (zwłaszcza elektrolityczne) mają tolerancję, upływność i ESR, które wpływają na zachowanie układu. Mogą też mieć większe gabaryty i ograniczenia napięciowe. W efekcie obliczone τ bywa mniej stabilne, szczególnie w temperaturze lub przy długich czasach.
Najpierw zapisz wzór τ = R·C. Potem sprawdź, czy w odpowiedziach rosną jednocześnie R i C — jeśli tak, wybierasz największą parę. Jeśli nie, zrób szybkie porównanie iloczynów, pilnując przedrostków (k/M oraz µ/m).
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 71% zdających egzamin. średnio łatwe

Eksperci podkreślają: "Stała czasowa układu RC (τ) jest równa iloczynowi R·C, więc najdłuższy czas uzyskasz dla największej rezystancji i największej pojemności z tabeli."

Źródła:

  • Wikipedia (PL), "Stała czasowa" – opis zależności τ oraz przykłady zastosowań, https://pl.wikipedia.org/wiki/Sta%C5%82a_czasowa (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia (PL), "Obwód RC" – podstawowe własności obwodów RC i zależności czasowe, https://pl.wikipedia.org/wiki/Obw%C3%B3d_RC (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia (PL), "Przedrostki SI" – zestawienie przedrostków (k, M, m, µ) potrzebnych do poprawnego odczytu wartości, https://pl.wikipedia.org/wiki/Przedrostki_SI (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki/elektroniki: rozdział o obwodach RC i odpowiedzi skokowej
  • Tablice przedrostków SI oraz ćwiczenia z przeliczania jednostek (k, M, µ, m)
  • Zadania rachunkowe: obliczanie τ oraz porównywanie kilku wariantów R i C

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego