Odpowiedź 1 kΩ jest poprawna, ponieważ wynika z zastosowania zasady działania wzmacniacza operacyjnego w układzie nieodwracającym. Aby osiągnąć wymaganą wartość napięcia wyjściowego Uo równą 6 V, przy napięciu Zenera UZ wynoszącym 3 V, musimy skorzystać z równania: Uo = UZ * (1 + R2/R1). Po podstawieniu wartości uzyskujemy równanie, które przekształcamy do postaci R1 = 1 kΩ. W praktyce, dobór rezystancji R1 na poziomie 1 kΩ zapewnia stabilność napięcia wyjściowego, co jest kluczowe w aplikacjach elektronicznych, w których napięcie musi być precyzyjnie kontrolowane. Wzmacniacze operacyjne stosowane w układach analogowych często wymagają odpowiedniego doboru rezystancji, aby zminimalizować szumy i zniekształcenia sygnału. Spełnienie tych wymagań jest zgodne z najlepszymi praktykami inżynieryjnymi, co gwarantuje niezawodność układów elektronicznych.
Wybór nieprawidłowych wartości rezystancji R1, takich jak 3 kΩ, 6 kΩ czy 9 kΩ, wskazuje na niedostateczne zrozumienie zasady działania układów z wzmacniaczami operacyjnymi. Kluczowym błędem jest mylenie relacji między napięciem wyjściowym a rezystancjami w układzie. Wzmacniacz operacyjny w układzie nieodwracającym działa w oparciu o zasadę proporcjonalności, co oznacza, że napięcie wyjściowe jest bezpośrednio zależne od stosunku rezystancji. Zastosowanie zbyt dużych wartości R1 prowadzi do zmniejszenia wzmocnienia, a w konsekwencji do niższego napięcia wyjściowego, co nie spełnia wymagań zadania. Często popełniane błędy polegają na niewłaściwym przekształceniu równań oraz zbyt szybkim przyjmowaniu założeń bez weryfikacji ich poprawności. W praktyce, nieprawidłowy dobór rezystancji może prowadzić do niestabilności napięcia, co jest niewłaściwe w kontekście standardów jakości w urządzeniach elektronicznych. Wiedza na temat działania wzmacniaczy operacyjnych oraz umiejętność przekształcania równań są niezbędne dla każdego inżyniera zajmującego się elektroniką.
