Considere um amplificador operacional ideal configurado como um amplificador não inversor, com os seguintes componentes: • Resistência de realimentação: Rf = 100 Kω. • Resistência de entrada: R1 = 10 kΩ. • Tensão de entrada: Vin = 200 mV. Além disso, a saída do amplificador está conectada a uma carga RL = 5 kΩ. Sabe-se que a tensão de alimentação do amplificador é Vcc = ± 15 V com uma tensão de saída na saturação igual a 13,5 V. A máxima tensão de entrada Vinmax, que pode ser aplicada sem que o amplificador entre em saturação devido à limitação da tensão de saída é, aproximadamente:
- A)1,227 V.
Correta, pois o ganho é 11 e 13,5/11 resulta em aproximadamente 1,227 V.
- B)1,36 V.
Errada, porque esse valor nao corresponde à divisao da tensao de saturação pelo ganho do circuito.
- C)1,454 V.
Errada, pois superestima a tensão máxima de entrada e nao bate com o ganho de 11.
- D)1,54 V.
Errada, porque ainda está acima do valor permitido antes da saturação.
- E)1,633 V.
Errada, pois é maior que o limite obtido ao aplicar a fórmula do amplificador nao inversor.
Gabarito: A
Num amplificador operacional ideal em configuração nao inversora, o ganho em malha fechada vale Av = 1 + (Rf/R1). Aqui, com Rf = 100 kOhm e R1 = 10 kOhm, o ganho fica 1 + 100/10 = 11. Ou seja, a saída tenta ser 11 vezes a tensão de entrada. O detalhe importante é que, mesmo sendo ideal, a saída nao pode passar do limite de saturação imposto pela alimentação: aqui, a máxima excursão é 13,5 V. Então a conta é direta: Vinmax = Vout_sat / Av = 13,5 / 11 = 1,227 V, aproximadamente. Repare que a carga RL nao altera esse resultado neste caso, porque o enunciado fala em amplificador ideal e o limitante pedido é a saturação da saída, nao a capacidade de corrente. Em prova, isso costuma aparecer como uma tentaçao para voce se distrair com o RL e esquecer o ganho do nao inversor. Por isso, o gabarito A está correto. A tensao de entrada informada no enunciado, 200 mV, fica bem abaixo desse limite, entao o circuito operaria sem saturar. O raciocinio esperado pela banca é o basico e certeiro: ganho do nao inversor + limite de saturação = tensao maxima de entrada.