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Enunciado

Elétrica - James W. Nilsson, Circuitos Elétricos- Ed: 10º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 40

Suponha que o amp op ideal no circuito da Figura P5.40 esteja operando em sua região linear. a) Calcule a potência fornecida ao resistor de 16 kV.

b) Repita (a) retirando o amp op do circuito, isto é, com o resistor de 16 kV ligado em série com a fonte de tensão e o resistor de 48 kV.

c) Determine a razão entre a potência determinada em (a) e a encontrada em (b).

d) A inserção do amp op entre a fonte e a carga cumpre alguma finalidade útil? Explique

Passo 1

E ai seres de luz, tudo bem?

Bora resolver mais uma?

Encostaaa!!

  1. Consultaremos a figura P5.39 do livro texto para o diagrama de circuito. Este op amp atua como um seguidor de tensão. Então v o = 320   m V . A potência fornecida ao resistor 16   k Ω é

    2. P 16 k Ω = v o 2 16 × 10 3

    = 320 × 10 - 3 2 16 × 10 3

    = 102.4 × 10 - 3 16 × 10 3

    = 6.4   μ W

    Portanto. A potência fornecida à carga é 6.4   μ W .

    Passo 2

  2. Agora conecte a carga com o resistor de 48   k Ω em série com a fonte de tensão. O circuito modificado é como mostrado abaixo

    3. Passo 3

    Use a divisão de tensão para encontrar a tensão no resistor de 16   k Ω

    v 16 k Ω = 320 m 16 k 48 k + 16 k

    = 320   m 16 k 64 k

    = 80   m V

    Calculando novo resistor de potência fornecida

    p 16 k Ω = v 16 k Ω 2 16 k Ω

    = 80 × 10 - 3 2 16 × 10 3

    = 6.4 × 10 - 3 16 × 10 3

    = 0.4   μ W

    Portanto, a nova potência entregue à carga é 0.4   μ W .

    Passo 4

  3. Calcule a razão entre a potência fornecida na parte (a) e na parte (b)

    4. p a p b = 6.4   μ W   0.4   μ W

    Portanto, a relação de potência é 16

    Passo 5

  4. Sim, o amplificador operacional serve a vários propósitos úteis:

Primeiro, permite que a fonte controle 16 vezes mais potência fornecida ao resistor de carga. Quando uma pequena quantidade de energia controla uma quantidade maior de energia, nos referimos a isso como amplificação de potência .

Em segundo lugar, permite que a tensão total da fonte apareça no resistor de carga,

Independentemente da resistência da fonte. Esta é a função do seguidor de tensão do amplificador operacional.

Terceiro, ele permite que a tensão do resistor de carga (e, portanto , sua corrente ) seja definida sem consumir nenhuma corrente da fonte de tensão de entrada. Esta é a função de amplificação de corrente do circuito.

Resposta

  1. Portanto. A potência fornecida à carga é 6.4   μ W .
  2. Portanto, a nova potência entregue à carga é 0.4   μ W .
  3. Portanto, a relação de potência é 16.
  4. Vide a explicação do passo 5.

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