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Como o próprio nome sugere, um dos usos eletrônicos mais básicos de um amplificador operacional é como um amplificador. Se você conectar uma fonte de entrada a um dos terminais de entrada e aterrar o outro terminal de entrada, uma versão amplificada do sinal de entrada aparece no terminal de saída.
Um conceito importante nos circuitos op-amp é ganho de tensão, , o que simplesmente representa a quantidade pela qual a diferença entre as duas tensões de entrada é multiplicada para produzir a tensão de saída. Se a diferença de tensão de entrada for de 2 V e a tensão de saída for 12 V, por exemplo, o ganho de tensão do amplificador é 6.
Se você simplesmente aplica um sinal de entrada ao terminal V de um amplificador operacional, o circuito é chamado de um amplificador de circuito aberto .
No circuito op-amp de circuito aberto, a entrada V + está conectada à terra e um sinal de entrada é colocado na entrada V - . Nessa disposição, a tensão a amplificar é a mesma que a tensão da entrada V - . O circuito op-amp de circuito aberto funciona tanto para alternância quanto para corrente contínua.
O ganho de tensão em um circuito de amplificador de circuito aberto é extraordinariamente alto - na ordem de dezenas ou mesmo de centenas de milhares.
Suponha que você esteja usando um amplificador operacional cujo ganho de tensão de circuito aberto seja 200 000 e que a fonte de alimentação seja de 9 V. Nesse caso, uma tensão de entrada de +0. 000025 V resultará em uma tensão de saída de +5 V. Uma tensão de entrada de +0. 00004 V lhe dará uma tensão de saída de 8 V.
A tensão de saída nunca pode exceder a tensão de alimentação. Na verdade, a tensão de saída máxima geralmente é de cerca de 1 V menor do que a tensão de alimentação. Então, se você estiver usando um par de baterias de 9 V para fornecer uma fonte de alimentação de 9 V, a tensão de saída máxima é de 8 V.
Como resultado, o mais que um circuito de amplificador de circuito aberto com um ganho em loop aberto de 200 000 pode amplificar de forma confiável é 0. 00004 V. Se a diferença de tensão de entrada for maior do que 0. 00004 V, o amplificador operacional é dito ser saturado, e a tensão de saída irá para o máximo.
Não importa quanto dinheiro você investiu em um voltímetro de alta qualidade, não é sensível o suficiente para medir tensões tão pequenas. Os físicos da Cal Tech podem medir as tensões desse tamanho, mas para todos os propósitos práticos, 0. 00004 V é o mesmo que 0 V.
Como resultado, uma das características básicas de um circuito de amplificador de circuito aberto é que se a diferença de tensão de entrada for diferente de zero, o amplificador operacional será saturado e a tensão de saída será a mesma no máximo. Portanto, se a tensão de saída máxima for de 8 V, a saída será uma das únicas três tensões: +8 V, 0 V ou -8 V.
