SAT電験3種講座 理論 質問回答(オペアンプを用いた反転増幅回路の動作)

電験 理論44 テキスト134ページ オペアンプの講義についての質問です。添付写真で抵抗R1の電圧は3Vとのことですが、どうしてそうなるのか理解できません。ご教示願います。

オペアンプの動作は、

  • +入力端子の電圧>-入力端子の電圧の場合…出力電圧は上昇する
  • +入力端子の電圧<-入力端子の電圧の場合…出力電圧は下降する
  • +入力端子の電圧=-入力端子の電圧の場合…出力電圧の変動は止まる

であることはご理解いただいていると思いますので、それを念頭に置きます。

まず、この回路で、入力端子の電圧=-入力端子の電圧=+入力端子の電圧=出力端子の電圧=0Vという初期状態であるとします。これは上記のオペアンプの動作条件を満たしていますから、この状態で安定しています。

ここで、入力端子に3Vを与えたとします。すると、入力から電流がR1→R2→出力端子という順に流れていきます。

このとき、-入力端子の電圧は当然0Vよりも上昇しますから、出力端子の電圧は下降を始めます。では、どの段階で出力端子の電圧変動が止まるかというと、オペアンプの-入力端子の電圧が0Vになった時点で止まることになります。

このように、オペアンプの+入力端子が接地されて0Vとなっている以上、入力Eiにどんな電圧が与えられようとも、オペアンプの-入力端子が常に0Vを維持するようにオペアンプは動作することになりますから、結果的にR1の両端には常に入力電圧Eiが掛かることになります。(というか、そうなるように構成した回路が反転増幅回路といわれているわけです)

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