Решение задач: Решение задачи по ТОЭ с операционным усилителем

Условие задачи:
Найти показания аналогового вольтметра АВ, сопротивление которого RВ = 100 кОм, если известны следующие данные:
- напряжение на входе минусовой обратной связи uОб- = -3 В;
- напряжение между выводом входного сигнала операционного усилителя uВх = 0,2 В;
- коэффициенты усиления операционного усилителя Kβ = 1000 В/В, Kα = 0,01 В/В.

Решение задачи:
Для решения данной задачи по ТОЭ с операционным усилителем воспользуемся классической формулой, связывающей напряжения на входе и выходе усилителя. В данном случае она имеет вид:
uВых = (Kβ / (1 + Kβ)) * uОб- + (Kα / (1 + Kβ)) * uВх,

где uВых - напряжение на выходе операционного усилителя.

Применим данную формулу, подставив известные значения:
uВых = (1000 / (1 + 1000)) * (-3 В) + (0,01 / (1 + 1000)) * (0,2 В).

Выполнив вычисления, получим:
uВых = (-3 В) + (0,01 / 1001) * (0,2 В).

Далее учтем, что аналоговый вольтметр АВ подключается к выходу операционного усилителя без нагрузки, поэтому его внутреннее сопротивление будет бесконечно большим, то есть можно считать, что noт = ∞.

Тогда показания вольтметра будут равны напряжению на его входе, а это равно напряжению на выходе операционного усилителя.

Таким образом, показания аналогового вольтметра АВ будут равны:
UАВ = uВых = (-3 В) + (0,01 / 1001) * (0,2 В).

Выполнив вычисления, получим:
UАВ = (-3 В) + 0,000199801 * (0,2 В).

Далее проведем окончательные вычисления:
UАВ = (-3 В) + 0,0000399602 В.

Таким образом, находим показания аналогового вольтметра АВ:
UАВ = -2,9999600398 В.