Considere um amplificador operacional ideal, conectado a fontes de alimentação em corrente contínua de ±10 V. A entrada recebe tensão senoidal de 1 V de pico, enquanto a saída apresenta tensão também senoidal de 10 V de pico, fornecida a uma carga de 1 kΩ. O amplificador drena uma corrente de 10 mA de cada uma das fontes de alimentação, e a corrente de entrada é de 0,1 mA de pico, senoidal. Em relação a esse circuito, assinale a opção correta.
- A)O ganho de tensão do amplificador é de 10 dB.
Errada, porque o ganho de tensão é 10 em valor linear, o que corresponde a 20 dB, e não 10 dB.
- B)A potência dissipada em conjunto pelas fontes de alimentação é de 100 mW.
Errada, porque as duas fontes entregam 200 mW no total: 10 V x 10 mA em cada trilho, somando as duas alimentações.
- C)O ganho de corrente do amplificador é de 10.
Errada, porque a corrente de saída é 10 mA e a de entrada é 0,1 mA, então o ganho de corrente é 100, não 10.
- D)O amplificador possui eficiência de 25%.
Certa, pois a potência útil na carga é 50 mW e a potência absorvida das fontes é 200 mW, resultando em eficiência de 25%.
- E)A potência de entrada do amplificador é de 0,1 mW.
Errada, porque a potência de entrada com 1 V de pico e 0,1 mA de pico é da ordem de 0,05 mW, e não 0,1 mW.
Gabarito: D
Aqui a ideia central é separar três coisas que muita gente mistura: ganho, potência útil na carga e potência consumida da alimentação. Em amplificadores, você pode ter um ganho de tensão bonito e ainda assim uma eficiência mediana, porque parte da energia some no processo. É o clássico: nem tudo que entra vira música na saída. Vamos às contas. A entrada é de 1 V de pico e a saída é de 10 V de pico, então o ganho de tensão linear é 10. Em dB, isso seria 20 log 10 = 20 dB, então não é 10 dB. A carga é de 1 kΩ e recebe 10 V de pico, logo a tensão eficaz é 10/sqrt(2) V e a potência na carga é P = Vrms^2/R = 50 mW. Agora a alimentação. O enunciado diz que o amplificador drena 10 mA de cada fonte de ±10 V, então a potência retirada das fontes é 10 V x 10 mA + 10 V x 10 mA = 200 mW. Como a potência útil entregue à carga é 50 mW, a eficiência fica 50/200 = 25%. Por isso o gabarito é a letra D. Esse tipo de questão cobra exatamente a leitura de potência de entrada, potência de saída e rendimento, sem cair na tentação de usar só o ganho de tensão. Em análise de sinais e sistemas eletrônicos, a conta boa é sempre a que fecha energia, não só a que impressiona no papel.