KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2008

PYTANIE NR 7.
W układzie zasilacza napięcia przedstawionym na rysunku zastosowano stabilizator LM7812. Jaką funkcję pełnią kondensatory C1 i C2 w tym układzie?
Na ilustracji przedstawiono schemat ideowy układu zasilacza napięcia.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
C1 i C2 pracują jako kondensatory filtrujące/odsprzęgające:
C1 na wejściu wygładza napięcie po prostowaniu i zmniejsza tętnienia, a C2 na wyjściu poprawia stabilność pracy stabilizatora oraz tłumi zakłócenia i skoki obciążenia. Nie służą do ograniczania prądu ani "podbijania" napięcia.

Pełne wyjaśnienie:

W zasilaczu liniowym ze stabilizatorem z rodziny 78xx (np. LM7812) kondensatory przy wejściu i wyjściu pełnią kluczową rolę w filtracji i stabilności układu.

Dlaczego "Zapewniają filtrację i stabilizację napięcia wejściowego i wyjściowego." jest poprawne?
Po mostku prostowniczym napięcie ma charakter pulsujący. Kondensator C1, włączony równolegle po stronie wejściowej, ładuje się do wartości szczytowej i oddaje energię między kolejnymi "szczytami" przebiegu, dzięki czemu wygładza napięcie i redukuje tętnienia. Kondensator C2 po stronie wyjściowej zmniejsza impedancję wyjściową dla składowych zmiennych, poprawia odpowiedź na nagłe zmiany poboru prądu oraz pomaga zapobiegać niepożądanym oscylacjom regulatora.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • "Ograniczają prąd płynący przez stabilizator." – ograniczanie prądu realizuje się zwykle elementem rezystancyjnym lub układem ogranicznika. Kondensatory w tym miejscu są dołączone równolegle i nie pełnią roli stałego ogranicznika prądu.
  • "Podnoszą napięcie wyjściowe stabilizatora." – kondensator nie jest przetwornicą. Może chwilowo podtrzymać napięcie przy zmianie obciążenia, ale nie podnosi wartości ustalonej napięcia wyjściowego stabilizatora.
  • "Chronią układ przed przepięciami po stronie wyjściowej." – ochrona przeciwprzepięciowa jest typowo realizowana przez elementy takie jak diody TVS lub diody Zenera. C2 może tłumić krótkie zakłócenia, ale nie jest właściwym zabezpieczeniem przepięciowym.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w schemacie widzisz stabilizator liniowy i dwa kondensatory "po obu stronach", najczęściej testowana jest właśnie wiedza o wygładzaniu tętnień na wejściu oraz stabilności i odsprzęganiu na wyjściu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kondensator C1 wygładza napięcie po prostowaniu: ładuje się do wartości szczytowej i oddaje energię między kolejnymi okresami, zmniejszając tętnienia (ripple). Dzięki temu stabilizator ma "spokojniejsze" napięcie wejściowe i łatwiej utrzymuje stałe napięcie wyjściowe.
C2 poprawia stabilność pracy stabilizatora i odpowiedź na szybkie zmiany obciążenia. Zmniejsza impedancję wyjściową dla składowych zmiennych i pomaga tłumić zakłócenia, co ogranicza ryzyko oscylacji oraz spadków napięcia przy skokowym poborze prądu.
Wejściowy jest po stronie napięcia doprowadzanego do stabilizatora (przed pinem wejścia), zwykle za mostkiem prostowniczym. Wyjściowy jest dołączony równolegle do wyjścia stabilizatora (za pinem wyjścia). Oba najczęściej są wpięte między daną szynę a masę.
Nie. Kondensatory w takich układach są włączone równolegle i służą do filtracji oraz odsprzęgania. Ograniczanie prądu realizuje się innymi metodami (np. rezystorem, bezpiecznikiem, układem ograniczenia prądowego), a nie typowym kondensatorem filtrującym.
Wartości ustalonej napięcia nie podniesie, bo nie jest przetwornicą. Może jedynie chwilowo podtrzymać napięcie przy nagłym wzroście obciążenia, oddając zgromadzony ładunek. Po krótkim czasie napięcie wraca do poziomu wynikającego z pracy stabilizatora.
Najczęściej rosną tętnienia napięcia po prostowaniu i pojawiają się spadki napięcia pod obciążeniem. Stabilizator może wchodzić w obszar zbyt niskiego napięcia wejściowego, co powoduje gorszą stabilizację. W praktyce widać to jako "pływanie" napięcia lub przydźwięk w zasilanych układach.
Może wystąpić niestabilna praca: pogorszona odpowiedź na skoki obciążenia, większe zakłócenia na wyjściu, a w skrajnych przypadkach oscylacje. W pomiarach oscyloskopem widać wtedy drgania lub "szpilki" na napięciu wyjściowym przy zmianach poboru prądu.
Stosuje się praktyczne reguły doboru zależne od dopuszczalnych tętnień i prądu obciążenia (im większy prąd, tym większa pojemność). Na egzaminie ważniejsze jest rozumienie zasady: C1 ma zmniejszać tętnienia po prostowaniu, więc jego pojemność rośnie wraz z prądem obciążenia.
Elektrolit dobrze filtruje niskie częstotliwości, ale ma gorsze własności dla zakłóceń wysokoczęstotliwościowych (ESR/ESL). Mały kondensator ceramiczny ma lepsze parametry dla wysokich częstotliwości, więc razem skuteczniej tłumią zakłócenia i poprawiają odsprzęganie stabilizatora.
Zwykle właściwa jest odpowiedź o filtracji i stabilizacji: wejściowy kondensator zmniejsza tętnienia po prostowaniu, a wyjściowy poprawia stabilność i odpowiedź dynamiczną stabilizatora. Odpowiedzi o "ograniczaniu prądu", "podnoszeniu napięcia" czy "ochronie przepięciowej" to typowe pułapki.
info

Około 58% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że nie służą do ograniczania prądu ani "podbijania" napięcia.

Źródła:

  • Texas Instruments, "LM340, LM340A and LM7805/LM7812/LM7905/LM7912 Voltage Regulator" (datasheet), sekcja o kondensatorach wej./wyj. i stabilności, https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm7805.pdf - dostęp 2026-03-01
  • STMicroelectronics, "L78xx Series - Positive voltage regulators" (datasheet), zalecenia dot. kondensatorów na wejściu i wyjściu, https://www.st.com/resource/en/datasheet/l7805.pdf - dostęp 2026-03-01
  • onsemi, "MC7800 Series - Positive Voltage Regulators" (datasheet), część "Input/Output Capacitors", https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mc7800-d.pdf - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Karty katalogowe stabilizatorów 78xx (np. LM7812/L7812)
  • Podręcznik podstaw elektroniki: rozdział o prostownikach i filtrach pojemnościowych
  • Materiały dydaktyczne o stabilności regulatorów liniowych i kondensatorach odsprzęgających

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego