Estoy leyendo el libro Principios electrónicos de Malvino y encontré el circuito que se muestra a continuación. Solicita encontrar la A (ganancia) cuando el interruptor está en la posición 1 y en la posición 2.
No estoy seguro de esto, pero en la posición 1 encontré que A = 10k / 10k + 1 = 2.
¿Qué pasa con la posición 2?
Añadiendo a la respuesta de Dave,
Un op-amp ideal sigue dos reglas básicas cuando se opera en condiciones de retroalimentación de bucle cerrado:
Posición 1:
Enlaposición1,elvoltajeenlaentradainferioresVin.Alusarlaregla1,elvoltajeenelnodoAtambiénesVin.
Comonohaydiferenciadevoltajeenlaresistenciaizquierda,nofluyecorriente.UsandolaleyactualdeKirchoff,
\begin{equation}\sum{I_A}=0\end{ecuación}
YaquenohaycorrientedesdeVinanodoAycomolaentradadelamplificadoroperacionalnopuedegenerar/hundirningunacorriente,esosignificaquetampocohaycorrientequefluyedesdeelnodoAaVout,porlotanto,Vout=VA=Vin.Estosignificaquelagananciaes1.
Posición2:
Aquí, las dos entradas del amplificador operacional están configuradas en 0V (debido a la regla 1). La corriente que fluye de Vin al nodo A es, por lo tanto:
\ begin {equation} I = \ frac {Vin} {R} \ end {ecuación}
Nuevamente, las fuentes / receptores de entrada del amplificador operacional no tienen corriente, lo que significa que la corriente que fluye desde el nodo A a Vout es:
\ begin {equation} I = \ frac {0 - Vout} {R} = \ frac {Vin} {R} \ end {ecuación}
Resolviendo para Vout , obtenemos
\ begin {equation}
Vout = -Vin
\ end {ecuación}
Obteniendo así la ganancia de salida de -1 .
(Supongo que la entrada superior al opamp es la entrada de inversión).
Tenga en cuenta que un opamp con retroalimentación negativa funciona para mantener sus pines de entrada en el mismo voltaje.
En esta configuración, los valores reales de las resistencias no importan, siempre que la resistencia de la izquierda no sea cero (cortocircuitado) y la resistencia de la derecha no sea infinita (abierta). Nunca hay voltaje en ninguna de las resistencias, ya que tanto la salida como la entrada inversora siguen el voltaje en la entrada no inversora.
En esta configuración, el amplificador actúa para mantener la entrada inversora al mismo voltaje que la entrada no inversora, que el interruptor fuerza a cero. Esto solo puede ocurrir si la salida tiene la polaridad opuesta a la entrada, y la relación entre la tensión de salida y la tensión de entrada es la misma que la relación de las resistencias correspondientes (1: 1 en este caso).
En la posición 1, la entrada que no se invierte es Vin, y con la retroalimentación negativa, el opamp intentará hacer que la entrada de inversión sea igual a esa. Tenga en cuenta que la tensión igual en ambas entradas es no una propiedad automática de un opamp, como algunas personas parecen asumir. Esto es cierto aquí debido a la retroalimentación negativa y la muy alta ganancia en bucle abierto de un opamp.
Por lo tanto, no habrá una diferencia de voltaje en la resistencia izquierda de 10 k left y, por lo tanto, debido a la Ley de Ohm, no hay corriente a través de ella. Como tampoco hay corriente en la entrada inversora del opamp (ideal), tampoco hay corriente a través del resistor de 10 kΩ de realimentación y, por lo tanto, la salida se establecerá en Vin. Entonces \ $ G = \ frac {Vin} {Vin} \ $ = +1.
En la posición 2, la entrada que no se invierte es de 0 V, y el opamp ajustará la entrada de inversión a 0 V también. La corriente a través del resistor izquierdo de 10 k left es entonces \ $ i = \ frac {Vin} {10 k \ Omega} \ $. Esa misma corriente fluye a través de la resistencia de realimentación de 10 k, donde causa una caída de voltaje de
\ $ V_ {out} = -i \ cdot 10 k \ Omega = - \ frac {Vin} {10 k \ Omega} \ cdot 10 k \ Omega = -V_ {in} \ $
El signo menos se debe a la dirección de la corriente: fluye en la dirección opuesta a la diferencia de voltaje que queremos determinar, entre la salida y la entrada inversora. Entonces, \ $ G = -1 \ $.
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