¿Una pregunta sobre la resistencia negativa?

Question

Me gustaría analizar la resistencia negativa desde un punto de vista práctico, no sólo teórico. ¿Podría responder a mis preguntas, por favor?

El op-amp, R1, R2 y R3 se comportan como una resistencia negativa: Rn = - 100 ohmios.

R4 está en serie con la resistencia negativa.

1- Si construyo este circuito en una protoboard, ¿la resistencia negativa funcionará como un generador e inyectará corriente a través de las pilas AA y las dañará? ¿O la corriente simplemente se detiene?

2- Si la alimentación fuera un transformador con puente rectificador, ¿el puente rectificador impediría que la corriente entrara en la alimentación?

3- Si el op-amp IC se alimenta con 12 voltios o cualquier valor que sea diferente de la tensión de entrada, ¿afectará esto a alguna parte del circuito?

4- Si cambio el valor de R4 a 150 ohmios, La corriente será:

V = I*R

5=I*(150-100)

I = 0,1 A, ¿es correcto?

Editar

Rn es la resistencia negativa equivalente, uno de sus terminales aparece en la entrada no inversora del op-amp y el otro terminal aparece en la masa.

Lo que quiero decir con batería AA o transformador es que quitamos la alimentación de 5 voltios y en su lugar ponemos una batería AA o un transformador.

Creo que el terminal de salida es también la entrada no inversora porque el circuito se comporta igual que una resistencia.

Para más información sobre el convertidor de impedancia negativa : https://en.wikipedia.org/wiki/Negative_impedance_converter

Gracias, señor,

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Answer 1

Vale, entiendo que identificas la fuente de tensión de 5V como las pilas AA que mencionas. Ten en cuenta que las pilas alcalinas AA producen 1,5V (nominal) cada una, por lo que podrían ser 4,5V o 6V, pero no 5V.

Ten en cuenta también que R4 no aparece en el circuito de la Wikipedia para un convertidor de resistencia negativa, por lo que tendrías que hacer un análisis de red para determinar cuáles serían las fórmulas y si efectivamente se sigue comportando como una resistencia negativa.

Si quitaras R4, (y quizás si no lo hicieras), la corriente fluiría efectivamente "hacia atrás", hacia el terminal positivo de la fuente de tensión en lugar de salir de ella. Esto requeriría, por supuesto, que el suministro de V + y V- al amplificador operacional fuera lo suficientemente alto. Lo que ocurriría es que $V_{out}$ del op-amp sería un voltaje más alto, digamos 10V, y la corriente fluiría de la salida a la fuente de voltaje a la velocidad:

$$I_{rev} = \frac{V_{out} - 5V}{150\Omega}$$

Si esa corriente fue suficiente para dañar las baterías es una cuestión aparte; quizás "¿Cuánta corriente inversa puede soportar una pila alcalina AA sin sufrir daños?".

La tensión de alimentación del amplificador operacional no afectará al comportamiento del circuito, a menos que sea insuficiente para producir el $V_{out}$ . Tendrás que hacer los cálculos tú mismo, basándote en el amplificador operacional utilizado y lo cerca que pueda llegar a sus raíles. Pero si funciona a +/-10V, funcionará igual a +/-12V o +/-15V.

Answer 2

En este caso bastaría con sumar R4 y la resistencia negativa para obtener la corriente de alimentación. Pero si se resuelven las ecuaciones se obtendría:

$I_s$ = $\frac{\text{R2} \text{ Vg}}{\text{R2} \text{ R4}-\text{R1} \text{ R3}}$

que es, para los valores dados es $I_s$ = -0,1A , corriente en la fuente. Esto requeriría una buena cantidad de voltaje de la OpAmp aunque.

$V_o$ = $\frac{\text{R3} \text{ Vg} (\text{R1}+\text{R2})}{\text{R1} \text{ R3}-\text{R2} \text{ R4}}$

Para los valores indicados, la tensión de salida del OpAmp $V_o$ = 20V.

Por supuesto, todo explota si R4 = Rneg.