Tricky Circuit

Amplificador operacional inversor

Amplifica um sinal e inverte-o

Op amp abrevia operational amplifier, amplificador operacional: circuito alimentado que amplifica a diferença entre entradas. Realimentação negativa devolve a saída à entrada subtrativa. Inversão muda o sinal; ganho é tensão de saída/entrada. O recorte limita uma saída pedida além da alimentação. Av indica ganho linear de tensão em V/V: volts de saída por volt de entrada, antes do recorte.

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BANCADA DE EXPERIÊNCIAS

Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.

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Como funciona

Amplificador ideal alimentado a +5 V e −5 V, limitado a esses níveis. Sem limites de frequência, velocidade ou corrente. Componentes reais têm outros limites; modelo não testado fisicamente.

Vout pedida = −Vin × Rf/Rin. Vin é entrada, Rf resistência de realimentação, Rin resistência de entrada. Na região linear, a entrada subtrativa fica perto de 0 V: terra virtual, não fio ao terra. Com recorte essa aproximação falha. A corrente de entrada medida vem da fonte através de Rin, não entra no terminal ideal do amplificador, cuja corrente é zero. Com recorte, Iin = (Vin − Vout)/(Rin + Rf), usando Vout real.

Dificuldade
  1. Monte · Observa

    Liga com entrada +1 V, resistor de entrada 10 kΩ e realimentação 20 kΩ. Lê saída −2 V.

    Precisa de uma dica?

    +1 V; Rin 10 kΩ; Rf 20 kΩ → −2 V

  2. Explore · Ajusta

    Com entrada +0.5 V, obtém saída de −1.9 a −2.1 V sem recorte.

    Precisa de uma dica?

    +0.5 V; Rin 10 kΩ; Rf 40 kΩ → −2 V

  3. Resolva · Descobre o limite

    Com entrada +1 V, escolhe resistores para módulo de ganho de pelo menos 6. Observa saída recortada a −5 V.

    Precisa de uma dica?

    +1 V; Rin 5 kΩ; Rf 30 kΩ → pedida −6 V, real −5 V

Leituras adicionais e receitas de circuitos

Amplifica um sinal e inverte-o

Uma ligação útil

Duplicar ambos os resistores mantém ganho e reduz à metade a corrente de entrada em regime linear.

Um detalhe surpreendente

A energia de saída vem da alimentação do amplificador. Os resistores definem ganho, não fornecem essa energia.

Um erro que vale evitar

Terra virtual requer realimentação linear adequada. Um amplificador recortado não mantém a entrada subtrativa em 0 V.

Rf duplica, Rin fica constante e não há recorte. O módulo de ganho…

  1. cai pela metade
  2. duplica
  3. não muda
Saiba mais

O módulo é Rf/Rin; duplicar só Rf duplica-o.

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