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Enunciado

Elétrica - James W. Nilsson, Circuitos Elétricos- Ed: 10º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 30

O circuito amp op aditivo-subtrativo mostrado na Figura P5.30 é ideal.

a) Determine v o quando v a   =   1   V ,   v b   =   2   V ,   v c   =   3   V   e   v d   =   4   V .

b) Se v a ,   v b   e   v d forem mantidas constantes, quais valores de v c não saturarão o amp op?

Passo 1

Falaiii meus amores, cêis tão suave?

Bora pra mais uma??

Então, encostaa!!

  1. Consulte a Figura P5.28 do livro de texto para o diagrama de circuito

    2. Suponha que v p é a tensão no (+) terminal não inversor do amplificador operacional e v n é a tensão no (-) terminal inversor do amplificador operacional.

    Aplique a lei das correntes de Kirchhoff no terminal não inversor.

    v p 20,000 + v p - v c 30,000 + v p - v d 20,000 = 0

    3 v p + 2 v p - 2 v c + 3 v p - 3 v d 60000 = 0

    8 v p = 2 v c + 3 v d

    v p = 1 4 v c + 3 8 v d

    Mas a tensão nos terminais não inversores e inversores do amplificador operacional é a mesma

    ( v p = v n )

    Por tanto,

    v n = 1 4 v c + 3 8 v d                         ( 1 )

    Passo 2

    Aplique a lei das correntes de Kirchhoff no terminal inversor

    v n - v a 20,000 + v n - v b 18 , 000 + v n - v o 180 , 000 = 0

    v n 20 180,000 = 9 v a + 10 v b + v o 180,000

    20 v n = 9 v a + 10 v b + v o               ( 2 )

    Passo 3

    Substituindo

    20 1 4 v c + 3 8 v d = 9 v a + 10 v b + v o

    v o = 20 1 4 v c + 3 8 v d - 9 v a - 10 v b

    = 20 1 4 3 + 3 8 4 - 9 1 - 10 2

    = 60 4 + 240 8 - 9 - 20

    = 15 + 30 - 9 - 20

    = 16   V

    Portanto, tensão de saída v o é 16 V.

    Passo 4

  2. O valor máximo da tensão de saída para o amplificador operacional de trabalho na região linear é ±   20 V . Agora iremos encontrar v c para op amp funcionar na região linear assumindo que todas as outras tensões são mantidas constante.

v o = 20 1 4 v c + 3 8 v d - 9 v a - 10 v b

v o = 20 1 4 v c + 3 8 4 - 9 1 - 10 2

= 5 v c + 30 - 9 - 20

= 5 v c + 1

Passo 2

A faixa de saída do amplificador operacional na região linear é

- 20   V ≤ v o ≤ 20   V

Por isso

- 20   V ≤ 5 v c + 1 ≤ 20   V

- 20 - 1 ≤ 5 v c + 1 - 1 ≤ 20 - 1  

- 21 ≤ 5 v c ≤ 19

- 21 5 ≤ 5 v c 5 ≤ 19 5

- 4.2 V ≤ v c ≤ 3.8   V

Resposta

  1. Portanto, tensão de saída v o é 16 V.
  2. Portanto, a faixa de v c fazer amp op na região linear é - 4.2 V ≤ v c ≤ 3.8   V   .

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a) Projete um amplificador não inversor (veja a Figura 5.13) com um ganho de 2,5. Utilize resistências do Apêndice H. Pode ser necessário combinar resistores em série e em paralelo para obter a resist