Assuma que um amp-op tenha um ganho em aberto de 100.000. Se a entrada no terminal inversor é -3 mV e a entrada no terminal não-inversor é +1 mV , determine a amplitude da tensão de saída. Comente o resultado.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um amplificador operacional (amp-op) com um ganho em aberto de 100.000. As entradas são: no terminal inversor, -3 mV, e no terminal não-inversor, +1 mV. Nosso objetivo é calcular a amplitude da tensão de saída. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula do ganho do amplificador operacional e entender como as entradas influenciam a saída.
Passo 2
O ganho em aberto (
) de um amplificador operacional é definido como a relação entre a variação na tensão de saída (
) e a diferença de tensão entre as entradas não-inversor (
) e inversor (
). A fórmula é:
Passo 3
Vamos substituir os valores fornecidos na fórmula. Temos:
Substituindo na fórmula:
Passo 4
Primeiro, resolvemos a diferença das tensões de entrada:
Então, a expressão fica:
Passo 5
Agora, multiplicamos o ganho pelo resultado da diferença de tensões:
Convertendo para volts:
Passo 6
No entanto, é importante comentar o resultado. Na prática, os amplificadores operacionais não conseguem fornecer uma tensão de saída tão alta como 400 V devido às limitações das fontes de alimentação que geralmente são muito menores (por exemplo, ±15 V). Isso significa que o amplificador operacional atingiria a saturação, onde a saída se aproxima dos limites máximos que a fonte de alimentação permite.
Resposta
A amplitude da tensão de saída é de aproximadamente 400 V. No entanto, na prática, o amplificador operacional saturaria, já que não consegue fornecer uma tensão tão alta devido às limitações das fontes de alimentação.