Układ jest wzmacniaczem różnicowym na wzmacniaczu operacyjnym. Dla poprawnie dobranych rezystorów (warunek równości odpowiednich stosunków) napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do różnicy napięć na wejściach. W tym zadaniu podano, że R3/R1=1, czyli wzmocnienie różnicowe wynosi 1.
Stosujemy podaną zależność:
Uwyj=(R3/R1)·(U2−U1)
Podstawiamy wartości liczbowe:
2 V = 1 · (4 V − U1)
Upraszczamy równanie:
2 = 4 − U1
Przenosimy składniki:
U1 = 4 − 2 = 2 V
Dlatego odpowiedź "2 V" jest poprawna.
Pozostałe odpowiedzi są błędne, bo wynikają z typowych pomyłek: "1 V" może pojawić się przy błędnym przekształceniu (np. podzieleniu przez 2 bez podstawy), "4 V" to efekt bezrefleksyjnego przepisania wartości U2 zamiast obliczenia U1, a "8 V" sugeruje nieuzasadnione "podwojenie" wartości (jakby wzmocnienie było 2 lub gdyby pomylono zależność różnicową z sumowaniem).
W praktyce takie rachunki wykorzystuje się przy uruchamianiu torów analogowych: sprawdza się, czy z zadanych U1 i U2 uzyskuje się oczekiwane Uwyj, lub odwrotnie – wyznacza się nieznane napięcie wejściowe z pomiaru na wyjściu.
