Beräkna U (ut) OP-Förstärkare

[kaj2011]

Hej, jag är inte säker på om detta är rätt forum för min fråga men hoppas på att få en liten vägledning. Jag läser en kurs i EL och har fått lite övningsuppgifter på det, har fastnat på ett tal.



Jag skulle vilja räkna ut U(ut) och strömmen I(Å). Hur ska jag tänka här? Vad svaret blir är inte det viktigaste utan jag vill gärna veta hur jag ska tänka.

Generella formeln för ideala OP förstärkare vet jag att det är Uut = F(Ua - Ub) men jag vet inte riktigt hur jag ska tänka i det här sammanhanget.
Får hoppas på lite hjälp av experterna här.

[Argtomte]

Räkna med att OPn återkopplar idealt. Eftersom +-ingången sitter vid jord måste också -ingången sitta vid jord, eftersom någon spänningsskillnad annars skulle förstärkas oändligt mycket. Så du kan skriva 0V vid -ingången.

Den virtuell jordpunkten vid -ingången gör att du kan räkna ut strömmen som går från spänningskällan mha Ohms lag. En ideal OP drar sedan ingen ström på ingångarna, så all den strömmen fortsätter vidare genom Rå, och från det kan du få vilken utspänning OPn ger.

EDIT: Vill man ha lite intuitionshjälp så kan man tänka att OPampen alltid försöker hålla ingångarna lika. Eftersom plusingången är fast på 0V så är det minusingången som OPampen kan påverka genom återkoppling Rå. Spänningen vid plusterminalen bestäms av en spänningsdelning mellan spänningskällan vid ingången och den spänning OPampen ger ut. Så det OPampen egentligen gör är att flytta sin utspänning så att spänningsdelningen över motstånd Ri, Rf, Rå alltid ger 0V vid plusterminalen. Den drar spänningen åt motsatt håll mot vad inkällan gör för att behålla 0V-punkten konstant vid plusingången.

[psynoise]

Använd dig av Kirchhoffs strömlag och anta att spänningarna på de båda ingångarna är den samma.

http://sv.wikipedia.org/wiki/Kirchhoffs_lagar

I detta fallet är spänningen vid ingångarna 0 V eftersom den positiva ingången är kopplad till jord. Beräkna sedan strömmen in i noden vid den negativa ingången från spänningskällan E. Enligt Kirchoffs vet vi även att denna ström går igenom RÅ. Från Ohms modell kan du sedan beräkna Uut antingen över resistorn RÅ eller RL.

[kaj2011]

Till att börja med får jag tacka för svaren. Men jag förstår inte riktigt fortfarande :/. Jag räknar enligt det ni föreslår.. om jag förstått det rätt så utgår jag från att ingången vid förstärkaren är 0 då tar jag inte hänsyn till OP förstärkaren och kör vanlig Ohms lag, men jag får inte fram rätt svar. Om ni har möjlighet och tid så skulle jag vara jättetacksam för en uträkning där jag kan följa... ibland kan det vara lättare att se logiken den vägen än med ord.

[Argtomte]

Uut kan skrivas som Iå*Rå (ohms lag). Iå är samma ström fast motriktad den som går från inspänningen till 0V-punkten vid plusingången på förstärkaren, vi kan kalla den Iin, så vi har att Iå = -Iin (det kan vi säga eftersom en ideal OPamp inte drar någon ström på ingångarna, så strömmen går bara "förbi" plusingången). Iin kan du få genom att räkna med ohms lag på inspänning, motstånd Ri och Rf, och att du har en jordpunkt vid plusingången.

Kanske hjälper? Bättre att du får tänka efter lite och prova själv än att vi gör uträkningarna Jag vet att opampkretsarna kan vara svåra att få intuition för i början.

[kaj2011]

Motstånden Ri och Rf är ju i serie, så om man sätter ihop de så har vi Rtotal= 1200ohm

Inspänningen: 100mV = 0,11V

Kör jag nu ohms lag: så får jag en ström på 0,000092 A

Och om jag sedan multiplicerar den erhållna strömmen med Rå så får jag 9,2 V vilket inte är rätt.

Får be om ursäkt ifall det här låter väldigt dumt..är som sagt i nybörjarstadiet.

[psynoise]

Enligt Kirchhoffs strömlag kan vi ställa upp ekvationen

E / (Ri + R) + Uut / RÅ = 0

Sedan löser man ut Uut. Metoden kallas för nodanalys och är tillsammans med maskanalys grundläggande för kretsanalys.

[prototypen]

Motstånden Ri och Rf är ju i serie, så om man sätter ihop de så har vi Rtotal= 1200ohm

Inspänningen: 100mV = 0,11V

Kör jag nu ohms lag: så får jag en ström på 0,000092 A

Och om jag sedan multiplicerar den erhållna strömmen med Rå så får jag 9,2 V vilket inte är rätt.

Får be om ursäkt ifall det här låter väldigt dumt..är som sagt i nybörjarstadiet.

<<Inspänningen: 100mV = 0,11V>>

que?

Inspänning 0,1V / 1,2 kohm = 0,08833333.... mA sedan gånger 100 kohm = 8,83 volt.

Då får tänka dig att det är en hävstång med en delen 1,2 lång och den andra 100 lång.

Enklare blir det Uut/Uin = Rå/ Rf+Ri ==> Uut= Uin * Rå/ (Rf+Ri)
Protte

[kaj2011]

@psynoise

Utgår jag från den ekvationen.. så får jag samma svar som jag skrev inna.. dvs Uut ca 9,2volt. Men det anses vara fel enligt facit...

[kaj2011]

Motstånden Ri och Rf är ju i serie, så om man sätter ihop de så har vi Rtotal= 1200ohm

Inspänningen: 100mV = 0,11V

Kör jag nu ohms lag: så får jag en ström på 0,000092 A

Och om jag sedan multiplicerar den erhållna strömmen med Rå så får jag 9,2 V vilket inte är rätt.

Får be om ursäkt ifall det här låter väldigt dumt..är som sagt i nybörjarstadiet.

<<Inspänningen: 100mV = 0,11V>>



que?

Inspänning 0,1V / 1,2 kohm = 0,08833333.... mA sedan gånger 100 kohm = 8,83 volt.

Då får tänka dig att det är en hävstång med en delen 1,2 lång och den andra 100 lång.

Enklare blir det Uut/Uin = Rå/ Rin+Rz
Protte

Men.. man kan ju inte använda kilo ohm när jag anväder volt? isf borde jag väl använda kilov volt också.. lr?

[prototypen]

Ohm, volt , ampere är ju SI enheterna

Innom elektroniken är det lämpligare med
volt kiloohm och mA

men visst blir det kilovolt kiloohm och ampere

Protte

[kaj2011]

Blir lite snurrig här..

För att vi ska vara överens.. visst bör man räkna med samma enheter för alla värden? bestämmer jag mig för att räkna med kilo så måste jag göra det för samtliga. Annars blir ju inte svaret samma.

Jag räknar som ni skriver:

0.110*(100000)/((1000+200)) = 9,16667.. ca 9,2Volt

Om jag kör som prototyp skriver :

0.1*(100)/((1,2)) = 8,3333.. volt

Båda av dessa stämmer inte enligt facit :/

[zealotry]

Börja med att reda ut vad inspänningen är. Är den 100 milli Volt? Eller är den 0.11 Volt?

[kaj2011]

E = 110mV det är ju 0,11V om man omvandlar det. Om jag väljer att räkna på volt så måste jag ha samma enheter på de övriga.. dvs att jag gör om resistansera 1kohm till 1000ohm osv.

Edit: i uppgiften står det att E= 110mV, jag förmodar att det är inspänningen.. kanske jag har fel där och är det isf det som gör att jag får fel?
Jag har i övrigt inga fler data än de givna.

[Argtomte]

Jag får också samma svar som dig för en inspänning på 110mV DC, fast observera att det ska vara ett minustecken framför 9.16V. Iå=-Iin, så strömmen Iå kommer vara negativ för den definierade riktningen. Opampen kommer hålla utspänningen på "andra sidan" jordpunkten gentemot inspänningen, för att punkten vid plusingången ska fortsätta vara noll.

Jag testade att koppla upp kretsen i ltspice och får -9.16V där också.

Var får du 110mV ifrån? Det känns ju som att en del av uppgiften saknas, som kanske innehåller mer info som förändrar någonting. Vad säger facit att svaret ska bli, och vad står det mer i uppgiften?