Na wejście wzmacniacza, którego schemat pokazano na rysunku, podano napięcie Uwe=100 mV. Na wyjściu pojawiło się napięcie Uwy=100 mV. Określ przyczynę takiego zachowania się wzmacniacza.
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Poprawna odpowiedź to stwierdzenie, że R1 stanowi przerwę w obwodzie sprzężenia zwrotnego wzmacniacza operacyjnego. Wzmacniacze operacyjne w konfiguracji odwracającej są zaprojektowane tak, aby wzmocnić napięcie wejściowe zgodnie z relacją określoną przez stosunek rezystancji R2 do R1. W sytuacji, gdy napięcie na wejściu (Uwe) i napięcie na wyjściu (Uwy) są równe, wzmacniacz nie realizuje swojego zadania, co sugeruje, że nastąpiła przerwa w obwodzie. Przerwa w R1 uniemożliwia powstanie odpowiedniego sprzężenia zwrotnego, co oznacza, że wzmacniacz nie jest w stanie wykonać obliczeń, które pozwoliłyby na zwiększenie napięcia wyjściowego. W praktyce, w przypadku awarii komponentów w obwodzie wzmacniacza, ważne jest monitorowanie wartości napięć, co może pomóc w diagnozowaniu problemów i utrzymaniu systemów w poprawnym stanie operacyjnym. Dobre praktyki inżynieryjne sugerują regularne testowanie i konserwację obwodów, a także stosowanie komponentów o wysokiej niezawodności, aby zminimalizować ryzyko wystąpienia awarii.
W przypadku, gdy R2 stanowi przerwę, napięcie wyjściowe wzrosłoby do maksymalnej wartości, którą może dostarczyć wzmacniacz. To błędne przekonanie wynika z niepełnego zrozumienia roli rezystancji R2 w obwodzie wzmacniacza operacyjnego. R2 jest kluczowym elementem w ustalaniu wzmocnienia sygnału, a przerwa w tym elemencie skutkuje brakiem możliwości odczytania napięcia wyjściowego, co prowadziłoby do błędnych wniosków. Inna niepoprawna koncepcja dotyczy sytuacji, w której R1 miałby stanowić zwarcie. W rzeczywistości, zwarcie R1 prowadziłoby do tego, że napięcie na wyjściu wzmacniacza wynosiłoby zbliżone do zera, ponieważ nie byłoby możliwości wzmacniania sygnału. Ponadto, stwierdzenie, że R1 i R2 stanowią zwarcie, również nie jest prawdziwe, ponieważ obie rezystancje w takim przypadku powinny uniemożliwić jakiekolwiek wzmocnienie sygnału, co jest sprzeczne z założeniem wzmacniaczy operacyjnych. Typowe błędy myślowe w takich sytuacjach to mylenie pojęć sprzężenia zwrotnego z parametrami obwodu oraz brak analizy wpływu poszczególnych rezystancji na działanie wzmacniacza. Zrozumienie tych mechanizmów jest kluczowe dla prawidłowego projektowania i diagnozowania obwodów elektronicznych.
