Rozwiązanie
Dla wyjaśnienia - kondensatory C1 i C2 są kondensatorami sprzęgającymi dla sygnału zmiennego i dla tego zadania nie mają żadnego znaczenia, emiter tranzystora podłączony jest do wspólnego potencjał masy wejścia i wyjścia, dlatego też mówi się, że jest to układ ze wspólnym emiterem. Stały prąd bazy I_B płynie od zasilania U_CC przez rezystor R2 do bazy (przez kondensator C1 nie płynie), stały prąd kolektora I_C płynie od zasilania U_CC przez R1 do kolektora (przez kondensator C2 nie płynie).

Ad.1 Tranzystor T jest tranzystorem npn - złącze baza-emiter jest więc spolaryzowane w kierunku przewodzenia gdyż na bazę (obszar typu p) podawany jest poprzez rezystor R2 dodatni potencjał z napięcia zasilającego U_CC. Korzystając z II-go prawa Kirchhoffa oraz z Prawa Ohma można wykonać następujące obliczenia:

- obliczenie prądu bazy potrzebnego do obliczenia szukanego prądu kolektora
- obliczenie szukanego prądu kolektora
- obliczenie szukanego napięcia kolektor-emiter U_CE
Przy obliczaniu prądu kolektora został użyty wzór I_C=b · I_B+ I_CE0, który jest prawdziwy dla stanu aktywnego tranzystora, a więc stanu, w którym złącze kolektor-baza jest spolaryzowane zaporowo U_CB>0 (potencjał na kolektorze wyższy od potencjału bazy - dla tranzystora npn). Należy sprawdzić czy tak jest faktycznie
Jak widać z uzyskanego wyniku warunek jest spełniony, a więc użycie wzoru na prąd kolektora było uzasadnione.

Tranzystor znajduje się w punkcie pracy określonym przez IC=50mA       UCE=5V

Ad.2 Najlepiej rozważyć całą sytuację dla sygnału wejściowego w kształcie sinusoidy. Podanie sinusoidalnego napięcia wejściowego U_we powoduje, że na stałą wartość prądu bazy I_B=1mA nakłada się składowa zmienna o kształcie i amplitudzie odpowiadającym napięciu wejściowemu. Punkt pracy P (patrz rysunek poniżej) przesuwa się po prostej obciążenia efektem czego jest zmiana prądu kolektora I_C i napięcia U_CE zgodnie z sygnałem wejściowym. Dla tranzystora znajdującego się w stanie aktywnym i dla niezbyt dużych zmian U_we kształt składowej zmiennej napięcia na kolektorze nałożonej na stałe napięcie U_CE=5V jest taki sam jak napięcia wejściowego, różni się amplitudą, która jest większa (jest to przecież wzmacniacz) i jest odwrócony w fazie o 180°, co oznacza, że dodatniej połówce sinusoidy na wejściu odpowiada ujemna połówka sinusoidy na wyjściu i odwrotnie. Jak to wytłumaczyć? Otóż narastającemu napięciu wejściowemu odpowiada zwiększanie prądu bazy I_B ponad (wyliczony wcześniej) 1mA, co powoduje proporcjonalne (I_C@b·I_B) zwiększanie prądu kolektora I_C, a co za tym idzie zwiększanie spadku napięcia na rezystorze R1 (U_R1=I_C·R1). W efekcie końcowym napięcie na kolektorze U_CE zacznie się zmniejszać poniżej wartości U_CE=5V (U_CE=U_CC-U_R1). Kondensator C2 oddziela składową stałą i na wyjściu uzyskuje się napięcie U_wy odpowiadające napięciu U_CE bez składowej stałej U_CE=5V. Podobnie można przeanalizować sytuację gdy sygnał wejściowy zaczyna maleć. Cały ten opis można porównać z rysunkiem przedstawionym poniżej - widać na nim jak dla większych prądów bazy (w stosunku do I_B) chwilowy punkt pracy przesuwa się w kierunku punktu B', co się wiąże ze zmniejszaniem napięcia U_CE, a dla mniejszych prądów bazy chwilowy punkt pracy przesuwa się w kierunku punktu A', co się wiąże ze zwiększaniem napięcia U_CE. Na kolektorze otrzymuje się sygnał wierny co do kształtu sygnałowi wejściowemu lecz odwrócony w fazie o 180° (patrz na niebieską sinusoidę)
   Z rysunku poniżej widać, że aby uzyskać maksymalną amplitudę niezniekształconego napięcia wyjściowego U_wy to punkt pracy P powinien się mieścić w połowie zakresu zmian U_CE (dla stanu aktywnego oczywiście), co pokazuje sinusoida narysowana niebieską linią.

   W naszym przypadku na kolektorze może wystąpić maksymalnie napięcie U_CE=U_CC=10V (przy pominięciu prądu zerowego kolektora I_CE0 i dla I_B=0) czyli może się zwiększyć o 5V, natomiast minimalne napięcie jakie może wystąpić na kolektorze (jeszcze dla stanu aktywnego - czyli na granicy stanu nasycenia) to U_CE=0,6V (bo U_CE=U_BE+ U_CB, a U_CB=0) czyli może się zmniejszyć o 4,4V.

Napięcie wyjściowe może mieć bez zniekształceń: - dodatnią amplitudę równą 5,0V - ujemną amplitudę równą 4,4V

   Optymalnym rozwiązaniem jest więc wybranie punktu pracy, który będzie spełniał następujący warunek
Bez zmiany pozostałych parametrów (I_B=1mA oraz I_C=50mA) należy zastosować rezystor R1 o wartości
Wówczas można uzyskać niezniekształcone napięcie wyjściowe o amplitudzie równej 4,7V.

   Wracając do prostej obciążenia pokazanej na rysunku powyżej warto zastanowić się co się będzie działo z sygnałem wyjściowym jeżeli stałoprądowy punkt pracy przesunąłby się na pozycję P1 (czerwona sinusoida) lub P2 (fioletowa sinusoida). W obu przypadkach widać, że dojdzie do zniekształceń albo od strony napięcia nasycenia albo od strony napięcia zasilającego.

Ad.3 Na podstawie równania opisującego zależność prądu kolektora od prądu bazy
można wywnioskować, że prąd kolektora nie zależy od wartości R1 (R1 nie występuje w tym równaniu) dopóki tranzystor pozostaje w stanie aktywnym. W stanie aktywnym niezależnie od wartości rezystora R1 prąd kolektora wynosi I_C=50mA, natomiast za stan aktywny przyjmuje się granicę gdy U_CB=0 (gdy U_CB staje się ujemne to tranzystor wchodzi w stan nasycenia).

   Należy rozpatrzyć dwa skrajne przypadki:

1. Niech R1=0 - w takim przypadku nie ma spadku napięcia na R1 czyli U_R1=0, a więc na kolektorze tranzystora występuje pełne napięcie zasilające
Tranzystor znajduje się w stanie aktywnym gdyż złącze baza-kolektor jest spolaryzowane w kierunku zaporowym napięciem
Dolną wartością graniczną rezystora R1, dla której tranzystor pozostaje w stanie aktywnym jest R1_min=0. Oczywiście napięcie wyjściowe U_wy w takim przypadku jest równe zeru, gdyż zmianom sygnału wejściowego nie towarzyszy zmiana napięcia na kolektorze. Widać z tego więc, że zadaniem rezystora R1 we wzmacniaczu jest przetwarzanie zmian prądu kolektora na zmienne napięcie wyjściowe.

2. U_CB=0 - taka sytuacja następuje przy zwiększaniu rezystora R1. Przy zwiększającym się R1 (I_C jest stałe i równe 50mA) napięcie na R1 zwiększa się, napięcie U_CE maleje aż dojdzie do wartości 0,6V i wtedy malejące również napięcie U_CB osiągnie wartość równą zero czyli stan graniczny między obszarem aktywnym, a nasycenia. dla tego warunku można obliczyć drugą skrajną wartość rezystora R1

Wartości graniczne rezystora R1, przy których tranzystor jest w stanie aktywnym: R1min=0W        R1max=188W