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 (
) 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:
Então, o ganho do amplificador é 16.
Passo 4
Agora, para encontrar a tensão de saída (
), usamos a fórmula:
Onde
é a tensão de entrada.
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
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.