Determine a tensão de saída de um amplificador operacional cujo sinal de entrada é de 250 mV e está configurado como amplificador não inversor com resistor R1=1k e R2=15k. Sabendo que o amplificador está alimentdo com 12V, discuta se o mesmo irá oprar adequadamente.

Passo 1

Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos um amplificador operacional (op-amp) configurado como amplificador não inversor. O sinal de entrada é de 250 mV, e os resistores usados são R1 = 1kΩ e R2 = 15kΩ. Além disso, o op-amp está alimentado com 12V. Nosso objetivo é calcular a tensão de saída e verificar se o amplificador está operando de forma adequada. Para resolver isso, vamos precisar entender como funciona o ganho em um amplificador não inversor e aplicar a fórmula correspondente.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o ganho de um amplificador não inversor. O ganho ( G = 1 + R2R1 ) é dado pela fórmula:
Aqui, é o resistor de realimentação e é o resistor de entrada.

Passo 3

Vamos calcular o ganho usando os valores fornecidos:
G = 1 + 15kΩ1kΩ = 1 + 15 = 16
Então, o ganho do amplificador é 16.

Passo 4

Agora, para encontrar a tensão de saída ( Vout = G times Vin ), usamos a fórmula:
Onde é a tensão de entrada.

Passo 5

Substituindo os valores na fórmula:
Vout = 16 times 250mV = 4000mV = 4V
Portanto, a tensão de saída é 4V.

Passo 6

Por último, precisamos verificar se o amplificador está operando adequadamente dentro das condições fornecidas. O op-amp está alimentado com 12V, o que significa que a tensão de saída máxima que ele pode fornecer é próxima a esse valor. Como calculamos uma tensão de saída de 4V, que está muito abaixo dos 12V de alimentação, podemos concluir que o amplificador está operando de forma adequada, sem risco de saturação ou distorção.

Resposta

A tensão de saída do amplificador é 4V, e o amplificador está operando adequadamente dentro dos parâmetros fornecidos.

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