SAT電験3種講座 機械 質問回答(電験3種 平成24年 機械 問13 過去問解説 オペアンプ増幅回路の増幅率計算)

機械 H24問13オペアンプの増幅率を求める問題

シーソーのイメージからの解法がわかりません。

講義では、シーソをイメージして答えが13になるとの答えでした。理論のテキスト44でも、シーソのイメージがでていました。このシーソーのイメージが、よくわからないです。そのイメージとそこからの答えの導き方を教えてください。

 

シーソーのイメージというのは、反転増幅回路を念頭に置いて話をしておりました。すなわち、オペアンプの入力端子の電圧が常に一定に保たれることから、

入力端子(力点)ー抵抗1ーオペアンプの端子(ここが支点)-抵抗2ー出力端子(作用点)

という形のシーソーとなり、入力端子側の電圧の振れの大きさと、出力端子側の電圧の振れの大きさは、それぞれ抵抗1・抵抗2に比例することになります。小学校か中学校の理科で学んだテコの原理と同じで、力点ー支点ー作用点という順番になっています。

非反転増幅回路の場合は、

支点ー抵抗1-入力端子(力点)-抵抗2-出力端子(作用点)

という形になります。したがって、力点の振れは抵抗1に比例し、作用点の振れは(抵抗1+抵抗2)に比例します。

因みに、オペアンプの動作から解くと、下記のように理解しました。

①+端子にV1がかかる

②-端子がV1になるまでV2電圧があがる

③-端子がV1になり、V2電圧上昇がとまる

④R1に流れる電流I=V1/R1

⑤R2に流れる電流I=V2-V1/R2

⑥④=⑤より、V2/V1を求める

また、公式に単純に入力すると、非反転増幅回路より公式は、

R1+R2/R1より、13になります。

この解法はよくないと思いますが、この手順でも正解ですか?

はい、その通りで正解です。特に、順序として書いていただいた①~⑥の手順は全く問題ありませんし、オペアンプ回路の動作の本質を理解した正しい考え方だと思います。

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