Na schemacie kluczowe jest rozpoznanie konfiguracji wzmacniacza operacyjnego po tym, do którego wejścia doprowadzono sygnał U_WE oraz jak zrealizowano sprzężenie zwrotne.
Jeżeli U_WE jest podane na wejście nieodwracające (+), a wejście odwracające (−) otrzymuje część napięcia wyjściowego przez dzielnik z rezystorów (R2 z wyjścia do wejścia − oraz R1 z wejścia − do masy), to jest to wzmacniacz nieodwracający. W takim układzie napięcie wyjściowe ma tę samą polaryzację co napięcie wejściowe.
Dla wzmacniacza nieodwracającego obowiązuje zależność:
U_WY = U_WE · (1 + R2/R1)
Podstawiamy dane (kΩ skracają się w ilorazie):
- R2/R1 = 20 kΩ / 2 kΩ = 10
- 1 + R2/R1 = 1 + 10 = 11
- U_WY = 2 V · 11 = 22 V
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "U_WY = -20V" odpowiada wzorowi dla konfiguracji odwracającej: U_WY = −U_WE·(R2/R1). Tu jednak U_WE nie jest podane na wejście (−), więc znak "−" nie pasuje do tego schematu.
- "U_WY = 44 V" to wynik jak dla wzmocnienia 22, czyli błędnego policzenia współczynnika (np. podwojenia wyniku lub pomyłki w doborze rezystancji). Dla danych R2/R1 = 10 wzmocnienie nieodwracające wynosi 11, nie 22.
- "U_WY = -40 V" sugeruje zarówno błędną polaryzację, jak i niewłaściwe wzmocnienie (np. potraktowanie układu jako odwracającego i dodatkowo pomnożenie przez 2). Nie wynika to ani z topologii, ani z prawidłowego podstawienia wartości.
Wskazówka egzaminacyjna: najpierw sprawdź, gdzie jest podłączone U_WE. Na (+) → nieodwracający (jest "+1" we wzorze). Na (−) → odwracający (pojawia się minus). Dopiero potem podstawiaj R2 i R1.
