Relatório - amplificador inversor

[pic 1]

CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

DISCIPLINA: CIRCUITOS ELETRÔNICOS ANALÓGICOS

PROFESSOR: CÍCERO ALISSON

RELATÓRIO:
Amplificador Inversor

Lucas Soares Simão
Matrícula: 20151 450 174

JOÃO PESSOA
NOVEMBRO | 2015

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Sumário

1. Introdução        

O amplificador operacional inversor        

2. Desenvolvimento        

#Caso 1        

#Caso 2        

#Caso 3        

#Caso 4        

#Caso 5        

3. Conclusão        

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1. Introdução

        Os amplificadores operacionais (AOP's) possuem uma quantidade bastante abrangentes de aplicações, dentre as quais podemos destacar sua implementação em sistemas eletrônicos de controle industrial, na instrumentação industrial, na instrumentação médica (eletromedicina ou bioeletrônica), nos equipamentos de telecomunicações, nos equipamentos de áudio, nos sistema de aquisição de dados, dentre outros. Eles atuam principalmente em controle de processos, amplificação de sinais, regulação de sistemas, operações lineares e não lineares, filtragem, etc.

São geralmente representados pelo símbolo abaixo:

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Figura 1: Amplificador Operacional

Onde:

A é a entrada inversora;
B é a entrada não inversora;
Y é a saída.

Eles são constituídos internamente por uma cascata de amplificadores com transistores. A saída Y é uma tensão proporcional à diferença de tensão entre as suas entradas não inversora e inversora. Tais como as equações abaixo:

[pic 3][pic 4]

Equação 1

Baseado num amplificador operacional ideal^[1] considera-se que:

1) A corrente que entra nos seus terminais é nula, o que significa que existe na entrada uma impedância infinita. Desta forma:

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Na prática tem-se uma impedância bastante elevada o que significa uma corrente de entrada de valor muito reduzido . Esta característica é explorada quando se pretende obter um bom isolamento elétrico entre circuitos.[pic 6]

2) A corrente de saída pode ter um valor infinito o que implicaria uma impedância de saída nula.

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3) O ganho de tensão em malha aberta:

Pode afirmar-se que na situação de malha aberta (sem realimentação entre a saída e a entrada) o AOP apresenta na sua saída um sinal que é o resultado de uma amplificação da diferença entre os potenciais de entrada . Onde, idealmente, temos que:[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

Ao considerar o ganho de tensão infinito, corresponde-se a admitir que existe tensão de saída mesmo que a tensão de entrada seja nula. Conforme:

[pic 11]

Na prática, a tensão de saída está limitada aos valores de alimentação do AOP, ou seja, na saída não pode-se ter valores superiores a +Vcc ou inferiores a –Vcc os quais correspondem à saturação do AOP.

As considerações  e  constituiem o denominado conceito de terra virtual. Conceito o qual torna-se genérico e pode ser aplicado na análise simplificada de qualquer circuito que envolve AOP’s.[pic 12][pic 13]

O amplificador operacional inversor

Esta é uma das configurações mais utilizadas quando se trata de amplificadores operacionais. Esse AOP Recebe essa denominação pelo fato do sinal de saída estar defasado em 180° em relação ao sinal de entrada. É constituída por duas resistências e um AOP conforme a imagem:

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Figura 2: AOP Inversor

Supondo um AOP ideal e considerando o terra virtual, temos:

[pic 15]

Portanto: [pic 16] [pic 17]

Desta forma: [pic 18]

Isso significa que a saída é igual a entrada amplificada, possuindo a fase invertida.

2. Desenvolvimento

        Na aula prática realizada na quinta-feira, dia 05 de novembro de 2015, em laboratório, foram utilizados os seguintes componentes:

1. 1 protoboard;
2. 2 resistores de 2.7kΩ;
3. 1 potenciômetro de 10kΩ;
4. 1 potenciômetro de 100kΩ;
5. 1 CI lm741.

Com os seguintes equipamentos:

1. Osciloscópio;
2. Gerador de sinal;
3. Multímetro digital;
4. Fonte reguladora de tensão.

        O primeiro passo foi verificar e fazer os ajustes necessários nos equipamentos utilizados na análise e montagem do experimento. Inicialmente, ajustamos a fonte reguladora de tensão para fornecer uma corrente elétrica máxima de 50mA para que caso houvesse curto-circuito no experimento o CI não queimasse. Neste caso, a fonte ficou limitada a uma tensão de 15V. Os procedimentos são apresentados abaixo:

1º) Curto-circuitar as saídas + e – (positivo e negativo) de 6V, depois clicar em +6V em function > select e usar a rolagem no adjust para aumentar a tensão até o valor máximo e depois para diminuir o valor da corrente para o valor desejado 50mA.