Projete um amplificador inversor e um não-inversor, ambos com módulo do ganho em malha fechada igual a 10 V / V (utilize resistores na faixa de 10 k a 100 k Omega ).

Passo 1

Então, precisamos projetar dois tipos de amplificadores operacionais: um inversor e um não-inversor. Ambos devem ter um ganho em malha fechada de 10, V/V. Para isso, vamos usar resistores cujo valor esteja entre 10, kOmega e 100, kOmega. Vamos precisar entender como funcionam os amplificadores inversor e não-inversor, além de saber calcular os resistores necessários para atingir o ganho desejado.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o amplificador inversor. Nesse tipo de configuração, o sinal de entrada é aplicado à entrada inversora do operacional através de um resistor Rin, e a saída é realimentada para a entrada inversora através de outro resistor Rf. O ganho em malha fechada ( Av) para o amplificador inversor é dado pela fórmula:
Av = -RfRin
Queremos que o módulo do ganho seja 10, V/V, então:
|Av| = RfRin = 10

Passo 3

Agora, precisamos escolher valores para Rf e Rin dentro da faixa de 10, kOmega a 100, kOmega. Vamos escolher Rin = 10, kOmega. Assim:
Rf = 10 times Rin = 10 times 10, kOmega = 100, kOmega

Passo 4

Portanto, para o amplificador inversor:
  • Resistor de entrada, Rin = 10, kOmega
  • Resistor de realimentação, Rf = 100, kOmega
Com esses valores, o ganho será:
Av = -100, kOmega10, kOmega = -10, V/V

Passo 5

Agora, vamos para o amplificador não-inversor. Nesse caso, o sinal de entrada é aplicado diretamente à entrada não-inversora do operacional. O resistor R1 é conectado entre a saída e a entrada inversora, e R2 é conectado entre a entrada inversora e o terra. O ganho em malha fechada ( Av) para o amplificador não-inversor é dado por:
Av = 1 + R1R2
Queremos que o ganho seja 10, V/V, então:
10 = 1 + R1R2 Rightarrow R1R2 = 9

Passo 6

Vamos escolher valores para R1 e R2 dentro da faixa especificada. Vamos optar por R2 = 10, kOmega. Assim:
R1 = 9 times R2 = 9 times 10, kOmega = 90, kOmega

Passo 7

Portanto, para o amplificador não-inversor:
  • Resistor R1 = 90, kOmega
  • Resistor R2 = 10, kOmega
Com esses valores, o ganho será:
Av = 1 + 90, kOmega10, kOmega = 10, V/V

Resposta

Para atingir um ganho de 10, V/V:
  • Amplificador Inversor:
    • Rin = 10, kOmega
    • Rf = 100, kOmega
  • Amplificador Não-Inversor:
    • R1 = 90, kOmega
    • R2 = 10, kOmega

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