Na schemacie widać wzmacniacz operacyjny, w którym napięcie wejściowe U_we jest doprowadzone bezpośrednio do wejścia nieodwracającego (+). To jest kluczowa cecha konfiguracji nieodwracającej: sygnał wejściowy nie jest podawany przez rezystor na wejście "−", tylko trafia na "+".
Wejście odwracające (−) jest objęte ujemnym sprzężeniem zwrotnym z wyjścia. Sprzężenie realizują rezystory:
- R2 między wyjściem U_wy a wejściem "−",
- R1 między wejściem "−" a masą.
Dla idealnego wzmacniacza operacyjnego z ujemnym sprzężeniem zwrotnym przyjmuje się, że prądy wejściowe są pomijalne, a napięcia na wejściach dążą do równości. Skoro na wejściu "+" jest U_we, to na wejściu "−" również ustala się napięcie równe U_we. Rezystory R1 i R2 tworzą więc dzielnik napięcia ustawiający taki poziom na wejściu "−", aby spełnić warunek równowagi.
Wynikowa zależność wzmocnienia napięciowego dla układu nieodwracającego ma postać:
Ku = U_wy/U_we = 1 + R2/R1.
Składnik "1" jest istotny: nawet gdy R2=0, układ działa jak bufor o Ku=1.
Dlaczego pozostałe wzory nie pasują?
- "-R2/R1" to charakterystyczne wzmocnienie układu odwracającego, gdzie sygnał wchodzi na "−", a "+" jest na masie; w tym zadaniu wejście "+" dostaje U_we, więc znak i zależność nie odpowiadają.
- "R2/R1" pomija składnik "1", co prowadzi do błędów (np. dla R2=R1 dawałoby 1 zamiast 2).
- "1 − R2/R1" sugeruje odejmowanie wynikające z innej topologii lub błędnej interpretacji sprzężenia; w standardowym nieodwracającym sprzężenie zwiększa wzmocnienie ponad 1 przez dodanie członu R2/R1.
W praktyce, aby szybko rozpoznać poprawny wzór na egzaminie, najpierw sprawdź, gdzie jest podłączone U_we: jeśli do "+", a "−" ma dzielnik z wyjścia do masy, to jest to nieodwracający i wzmocnienie ma postać 1 + R2/R1.
