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O Amplificador Operacional nas provas de concursos

O Amplificador Operacional nas provas de concursos

Quem pretende prestar algum concurso público na área de eletrônica, principalmente para técnico de laboratório, não pode deixar de incluir nos seus estudos os amplificadores operacionais.

Praticamente em todas as provas que examinei percebi que aparecem uma ou duas questões sobre os amplificadores operacionais quase sempre bem simples para quem está preparado, é claro!

Aqui no site já apresentei alguns post sobre este tema e neste agora vou analisar uma questão sobre os amplificadores operacionais que caiu na prova para técnico de laboratório de eletrônica na Universidade Federal do Pará.

Uma das aplicações clássicas dos amplificadores operacionais é a sua utilização como circuito inversor somador. Aliás, uma soma é uma operação matemática, não é mesmo?

A figura abaixo mostra como é o circuito.

Ampop Smador

Ampop Smador

Algumas coisas devem ser observadas neste circuito. A primeira é que todos os sinais a serem somados são aplicados à entrada inversora a qual recebe uma realimentação da saída pelo resistor RF. Outro detalhe a ser notado é que a entrada não inversora está ligada diretamente à terra.

A entrada não inversora funcional como “terra virtual”.

Vamos fazer uma pausa aqui para falar de “terra virtual”. Hoje em dia a palavra virtual está na moda, mas pelo início dos anos 70, quando a ouvi pela primeira vez, confesso que foi “duro de entender” o que é um terra virtual.

Grosso modo, virtual é aquilo que se comporta como se fosse alguma coisa sem ser.

Por exemplo, se você não tem dinheiro na sua conta bancária, mas tem cheque especial você pode gastar o dinheiro que não tem. Você está usando um “dinheiro virtual” (depois o banco lhe cobra em reais um juro que não é virtual, é muito real).

Voltemos ao “mundo real” para tratar do terra virtual do ampop.

Acompanhe a figura abaixo.

Ampop inversor

Ampop inversor

Da figura concluímos que Vout = A (0 – V) e, portanto V = Vout/ A.

Entretanto, como o ganho de um ampop é muito grande a divisão de Vout por A dá praticamente 0 o que nos leva a concluir que a entrada inversora (V) é igual a zero, ou seja, embora não esteja ligada à terra funciona como se estivesse e por isso, é chamada de terra virtual (é o famoso não é, mas parece que é!).

Aplicando está ideia do terra virtual ao nosso amplificador somador obteremos a seguinte expressão para resolver os problemas relacionados a ele:

Fórmual do amplificador somador

Ops! Tá achando esta fórmula estranha?

Vamos destrinchá-la e você verá que é bem simples.

Fórmula do amp somador

Em primeiro lugar aquele símbolo “doido” que aparece no meio da fórmula é a letra grega chamada sigma e que os matemáticos utilizam para expressar somatórios.

Ela é usada para simplificar uma expressão deste tipo

Repare que como Rf aparece em todos os termos ele foi colocado em evidencia junto com o sinal negativo (entrada inversora) e aí sobram os termos que representam a divisão entre cada tensão de entrada (V1, V2,…. Vn) pelos respectivos resistores (R1, R2,… Rn) que na fórmula simplificada são representados por Vi onde “i” vai de 1 até n.

Optei por apresentar a fórmula simplificada porque ela costuma aparece nos livros e muitos estudantes não entende o que é.

Da teoria para a prática

Veja que a questão mostrada a seguir se enquadra exatamente no que acabamos de estudar.

Questão de concurso

Questão de concurso

Substituindo os valores na fórmula temos

Rf = R = 10k     R1 = 2k, R2 = 4k, R3 = 6k

V1 =1V,  V2 = 2V e V3 = 3V

Vout = – 10k (1/2k + 2/4k + 3/6k) = – 10 (1/2 + 1/2 + 1/2) = -10 (3/2) = – 30/2 = – 15V, logo a resposta é a opção B.

Viu, com um mínimo de conhecimento foi possível resolver rapidamente esta questão.

Na próxima semana mostrarei outras questões ainda dentro deste tema.

E aí tá animado para encarar os concursos que estão surgindo por ai?

Até sempre.

 

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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2 Responses to “O Amplificador Operacional nas provas de concursos”

  1. José Gomes disse:

    Gosto muitos das suas publicações que em temos remotos fiz um curso de conserto de Fonte via internet no Antigo site que era muito bom… infelizmente hoje não temos acesso.
    Quanto a questão de prova so para uma pequena correção o valor é -15 erro de certeza por distração pq se for 15 então a respoata correcta seria alínea A
    Bom trabalho
    José Gomes – CABO VERDE

    • paulobrites disse:

      Perfeito José

      Erro de distração ou de fome (kkkk) “comi” o sinal negativo na frente do 15 embora antes estivesse -30/2
      claro dá – 15.
      Obrigado pela caça ao gatinho vindo de além mar.
      Já vou corrigir no texto
      Abraços

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