Właściwa odpowiedź to -4V, co wynika z zasady działania wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej. W tej konfiguracji sygnał wejściowy Uwe o wartości 2V zostaje odwrócony i wzmocniony przez wzmacniacz operacyjny. Wzmocnienie K w tym przypadku jest obliczane ze wzoru K = -R2/R1, gdzie R1 i R2 to rezystory w obwodzie. Jeśli wzmocnienie wynosi -2, oznacza to, że napięcie na wyjściu będzie równe Uwy = K * Uwe, co daje nam Uwy = -2 * 2V = -4V. Tego typu wzmacniacze są powszechnie stosowane w elektronice, na przykład w systemach audio do przetwarzania sygnałów, gdzie wymagana jest zmiana poziomu sygnału. Ponadto, w praktyce inżynieryjnej ważne jest zrozumienie zasady odwracania fazy, co ma zastosowanie w wielu układach analogowych, gdzie kontrola fazy sygnału jest istotna dla prawidłowego funkcjonowania całego systemu. Przykładem zastosowania wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej może być obwód integratora lub różniczkującego, które wykorzystują tę samą zasadę działania.
Chociaż każda z zaproponowanych odpowiedzi może wydawać się atrakcyjna, żadna z nich nie oddaje prawidłowych zasad działania wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji odwracającej. W przypadku odpowiedzi sugerujących wartości dodatnie, takich jak 4V lub 0,25V, wymaga się, aby zrozumieć, że wzmacniacz operacyjny w tej konfiguracji nie tylko wzmacnia sygnał, ale również odwraca jego fazę. Odpowiedzi te wskazują na mylne założenie, że wyjście wzmacniacza operacyjnego może mieć taki sam znak jak sygnał wejściowy. Równocześnie odpowiedź -0,25V błędnie implikuje, że wzmocnienie sygnału wynosi tylko -0,125, co nie znajduje potwierdzenia w rzeczywistości. Aby poprawnie ocenić działanie wzmacniacza operacyjnego, istotne jest zrozumienie zależności między rezystorami R1 i R2, które wpływają na wzmocnienie. Typowym błędem jest również niewłaściwe obliczenie wzmocnienia na podstawie uproszczonych wzorów lub pominięcie wpływu oporników w obwodzie. W praktyce, niezrozumienie tych zasad prowadzi do podejmowania niepoprawnych decyzji projektowych, co może skutkować nieprawidłowym działaniem urządzeń elektronicznych. W kontekście wzmacniaczy operacyjnych, kluczowe jest korzystanie z właściwych obliczeń i analiz, aby zapewnić, że projektowane układy działają zgodnie z oczekiwaniami oraz spełniają wymagania norm i standardów w inżynierii elektronicznej.
