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Análisis básico de circuitos de amplificadores operacionales ideales

Estoy intentando familiarizarme con los amplificadores operacionales repasando este libro por Sergio Franco.

Se trata de una pregunta básica sobre el ejemplo de la página 16, que me cuesta entender.

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Según la explicación, V3 es igual a -6V.

Sé que cuando funciona con realimentación negativa, un amplificador operacional ideal emitirá la tensión y corriente necesarias para llevar VD a cero, o lo que es lo mismo, para forzar a VN a seguir a VP.

La mitad superior del circuito parece un circuito amplificador inversor, y la mitad inferior deja Vp (tensión en la entrada positiva) a 0:

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¿Qué estoy haciendo mal?

3voto

Lorenzo Donati Puntos 6644

Realicemos los cálculos para verificar la explicación.

Desde \$v1=v2\$ la resistencia de 30kΩ tiene los 6V completos del generador a través de ella, de ahí la corriente:

$$ i=\frac{6V}{30k\Omega}=0.2mA $$

Dado que las entradas del opamp (idealmente) no consumen corriente, esta es la misma corriente que fluye en la resistencia de 10kΩ. Por lo tanto, debido a que la dirección de la corriente es de tierra a \$v1\$ tenemos:

$$ v_1 = - i \cdot 10k\Omega = -0.2mA \cdot 10k\Omega = -2V $$

Ya sabemos que \$v1=v2=-2V\$ debido a la acción del opamp (cortocircuito virtual entre las entradas) debido a la realimentación negativa. Además, la misma corriente \$i\$ fluye en la resistencia de 20kΩ, por lo tanto podemos escribir:

$$ v_3 = v_2 - 20k\Omega \cdot i = -2V - 20k\Omega \cdot 0.2mA = -2V - 4V = -6V $$

Al final su conclusión es correcta. Espero que este procedimiento de cálculo explícito disipe cualquier duda residual que tengas.

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