Comprender este circuito con op. amperios

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Estoy estudiando ingeniería eléctrica y me he encontrado con un problema, donde no puedo proceder. Es una tarea "simple", donde estamos hablando de un amplificador operacional invertido con 2 fuentes de voltaje, cada una de 1V, mientras que todas las resistencias son de 10k, excepto la de la retroalimentación, que es de 20k.

Sé que la solución es Uout = -7V, pero ¿cómo llegar a este resultado? Según las ecuaciones que he calculado, obtuve el resultado -0.5 o -3V, pero nunca -7. Y también, simulé en LTSpice y obtuve -7V.

Apreciará toda la ayuda!

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Esquema ordenado para la revisión de OP. [Transistor]

E. Madera
fuente
¿Has probado la superposición? (Analice con solo una de las fuentes a la vez y agregue los resultados.)
Jashaszun
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He copiado y ordenado su esquema para su revisión. Observe la alineación vertical de las fuentes de voltaje con + en la parte superior. Tenga en cuenta que el símbolo de tierra apunta a, um, tierra. (Algunos estándares usan el símbolo que apunta hacia arriba para significar V +.) Puede eliminar el original o el mío.
Transistor

Respuestas:

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Dejaré que otra persona haga las sumas formal / generalmente, pero aquí hay un enfoque fácil que le permitirá resolverlo mediante inspección.

Como saben, las entradas del amplificador operacional serán de 0 V en equilibrio (si hay retroalimentación negativa y el amplificador operacional puede equilibrarse). Así que asumamos eso.

Eso significa que 100uA fluye a través de R3, y dado que nuestra entrada de amplificador operacional ideal no aporta nada, 100CL debe fluir fuera de R2, por KCL.

Entonces, ahora sabemos que el voltaje en la unión de R1 / R2 / R5 debe ser -1V.

Por lo tanto, la corriente a través de R1 es 200uA y, por lo tanto, la corriente que fluye a través de R5 debe ser 300uA (100uA + 200uA). Entonces la salida es 6V por debajo de -1V o -7V.

(garabatee flechas en el esquema para mantener las direcciones actuales rectas, si es útil).

Spehro Pefhany
fuente
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¡Muchas muchas gracias! Me he confundido en la parte R1-R2-R5, porque "¿cómo sabes que hay -1V?" entonces recordé que R3 = R2 y, por lo tanto, si el voltaje "superior" es + 1V, el inferior tiene que ser -1V. ¡Es un divisor de voltaje simple! ¡De nuevo, muchas gracias!
E.Wood