Questão 2 (10 pontos)
Considere um amplificador operacional ideal em uma configuração de integrador com uma resistência de entrada de
e um capacitor de feedback de
. Se uma fonte de tensão degrau de 5 V é aplicada à entrada em
, qual é a tensão de saída como função do tempo? Qual o valor da tensão de um degrau para que a tensão de saída em 5 ms seja -15 V ?
Passo 1
O enunciado descreve um amplificador operacional ideal em configuração de integrador com resistência de entrada
e capacitância de realimentação
. A entrada é um degrau de tensão aplicado em
. Queremos (a) a tensão de saída
para um degrau de
e (b) achar o valor do degrau de entrada para que
. Vamos usar a expressão clássica do integrador ideal:
Passo 2
Para um degrau de amplitude constante
a partir de
, a integral fica
. Assim
Passo 3
Substituindo
,
e
, temos
onde
está em segundos.
Passo 4
Para encontrar o degrau
que gera
, usamos
Queremos
, então
.
Resposta
(a)
volts para
, com
em segundos.
(b) O degrau de entrada deve ser .
(b) O degrau de entrada deve ser