Enunciado

19- Determine i_o no circuito da Figura 5.58 .

Passo 1

Pela tensão na porta não inversora ser zero temos que a tensão na porta inversora também será zero, e por conta de toda essa malha resistiva existir o que der para simplificar nós iremos simplificar. E a melhor maneira de simplificar esse circuito é primeiramente transformar a fonte de tensão e o resistor de 2 k omega em uma fonte de corrente de forma que agora teremos uma fonte de corrente de:

I = (0.75)/(2000) = 0.375 m A

Nos deixando com o seguinte circuito.

Dessa forma os resistores de 2 k omega e de 4 k omega estão em paralelo. Fazendo a resistência equivalente desses dois resistores nós teremos:

R_e q = (1)/((1)/(2 k) + (1)/(4 k)) = 1333.33 omega

Deixando nosso circuito da seguinte forma:

Já que a resistência equivalente ocupa os mesmos pontos dos dois resistores que a formam.

Voltando agora para a fonte de tensão nós teremos:

V = 0.375 m xx ((4)/(3)) k = 0.5 V

O que nos dá um circuito igual a:

Passo 2

Agora vamos ver qual a tensão na saída do amplificador operacional e as correntes que passam pelas resistências.

Esse tipo de amaplificador é tal que temos a seguinte relação:

(V_o)/(V_i) = - (R_2)/(R_1)

Ou seja:

(V_0)/(0.5) = - (10 k)/(4 + ((4)/(3)) k)

V_o = - 0.9375 V

Passo 3

E pela análise de correntes conseguimos ver que:

i_1 + i_o = i_2

Onde as correntes são encontradas por:

V_o = 2 k i_2 -> i_2 = - 0.46875 m A

E:

0.5 - 0 = ((4)/(3) + 4) k i_1 -> i_1 = 0.09375 m A

Logo:

i_o = i_2 - i_1 = - 0.56245 m A = - 562.45 mu A

Resposta

i_0 = - 562.45 mu A

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