Операционные усилители. Часть 1.

[adstest]

Читал статьи из раздела "Основы электроники" и всё было хорошо, пока были примеры с бутылками, качелями и пружинистыми кроватями. На первой же статье без таких примеров я облажался.

Ссылка на статью

Непонятная схема.


В левой части изображён элемент питания постоянного тока. Но почему его "минус" уходит в никуда? Разве он не участвует в цепи?
Вход "+" усилителя тоже соединён с "тупиком"?
Что за "V" в окружности? В статье упоминания не нашёл.
R1 и R2 это обозначения резисторов на схеме, а что эти резисторы делают в формулах? Обозначают сопротивление соотв. резистора?

1. Выход операционного усилителя всегда стремится сделать так, чтоб напряжение между входами было равно 0.

Каким образом? Что именно происходит для уравнивания напряжения? В моём понимании это как то так: заряд на входе1 равен заряду на входе2. Тогда проще не куда, надо просто просто соединить их проводником.

2. Входы операционного усилителя ток не потребляют.

Что значит "не потребляют"? Пропускают без сопротивления? Или вообще не участвуют в цепи?

Ну что-то ты совсем нас запутал, скажите вы. Тогда начинам смотреть примеры.

Дальше хуже ))

А вот сейчас прям и разберемся. Применяем правило №1 мы видим, что потенциал инвертирующего входа будет равен 0В (потенциал земли). А это значит, что через резистор R2 протечет ток равный Uвх(на схеме 1 В)/R2.

Не видим мы там нигде земли, но верим, что она есть.

А дальше начинается применение правила №2. Раз входы операционного усилителя не потребляют ток, значит так просто на землю он не стекает, а поскольку деваться ему собственно некуда, то он продолжает течь через резистор R1.

А в каком случае ток мог бы "стекать на землю"?

Ну а раз так, то на резисторе R1 создается падение напряжения, равное IR1.

Тут совсем ступор. Падение - это что? Разница между напряжением на входе и выходе? Абсолютная? Относительная? Или это результативное напряжение в цепи после резистора? Тогда почему происходит умножение на сопротивление? Чем больше сопротивление, тем больше напряжение? Насколько я понимаю, ресурс сопротивления почти не ограничен, значит и напряжение при "очень сильно сопротивляющемся" резисторе будет условно бесконечно большим?

Мы видим у него два входа (обозначены + и - ) и один выход (на самом деле я лукавлю, и не показываю остальные выводы операционника, коих ещё как минимум два - +Uпит и -Uпит, но сейчас они нам не нужны).

Википедия тоже говорит, что

Часто выводы питания не рисуют на схеме, чтобы не загромождать её несущественными деталями, при этом способ подключения этих выводов явно не указывается или считается очевидным

Считается очевидным, но мне пока не ясно даже их предназначение. Куда их подключать в схеме, если не опускать "очевидных" подробностей?

Догадываюсь, что написал много бредовых мыслей, но всё же начинающему нужна логичная логика, чтобы понимать суть описываемого. Разъясните пожалуйста приведённые моменты статьи.


upd

Ещё вопрос по транзисторам: ток, который подаётся на базу обязательно должен быть в одной цепи с коллекторным током? Можно как то "открыть" транзистор независимым источником питания? Т.е., например, коллекторный ток обеспечивается автономной батарейкой, а ток базы через выход микроконтроллера.

[ankrish]

от минуса батарейки идёт "земля" (это палачка такая) так вот эта палачка соеденена с другими такими же палачками,

1. Выход операционного усилителя всегда стремится сделать так, чтоб напряжение между входами было равно 0.

Каким образом? Что именно происходит для уравнивания напряжения? В моём понимании это как то так: заряд на входе1 равен заряду на входе2. Тогда проще не куда, надо просто просто соединить их проводником.

это значит что напряжение на выходе зависит от напряжений на входе

[Владокот]

У меня возникли те же вопросы. Объясните пожалуйста, если не сложно.

[ankrish]

2. Входы операционного усилителя ток не потребляют.

ну раз не потребляют ток, значит на них действует напряжение( закон Ома, меньше ток-больше напряжение и сопротивление)

[Барсик]

Операционный усилитель, который обозначен треугольничком, усиливает РАЗНОСТЬ сигналов между входами, которые обозначенны как "плюсик"+ и "минусик" -. И усиливает он её весьма не хило. Обычно, где-то около в 100 000 раз. А теперь, внимание, вопрос. При таком коэффициенте усиления (сто тысяч!) какая должна быть разница между напряжением на входах, чтобы на выходе было, например, 10 вольт? Правильно. 10 делим на 100000 и получаем 0,1 мВ или 100 микровольт. Т.е. получается, что при работе ОУ, напряжение на его входах всегда ПРАКТИЧЕСКИ одинаковое! Но разница, хотя бы и очень маленькая, всегда есть, иначе ему нефиг будет усиливать. Поэтому, предложение соединить оба входа проводником, не катит...
И что это нам даёт? Это до фига что даёт. В частности, при расчётах схемы на ОУ, можно смело полагать, что напряжения на входах равны. Это сильно упрощает расчёты.

А ещё, ОУ хорошо усиливает не только напряжение! У него и входной ток при этом настолько маленький, что можно считать, что он ток по входам он вообще не потребляет! И это, опять-таки упрощает расчёты. Можно смело полагать, что ток в входы не течёт!

Ну, а всё стальное, следует из этих свойств.

[BigallS]

Читал статьи из раздела "Основы электроники" и всё было хорошо, пока были примеры с бутылками, качелями и пружинистыми кроватями. На первой же статье без таких примеров я облажался.

Ссылка на статью

Непонятная схема.


В левой части изображён элемент питания постоянного тока. Но почему его "минус" уходит в никуда? Разве он не участвует в цепи?
Вход "+" усилителя тоже соединён с "тупиком"?
Что за "V" в окружности? В статье упоминания не нашёл.
R1 и R2 это обозначения резисторов на схеме, а что эти резисторы делают в формулах? Обозначают сопротивление соотв. резистора?
...

Очень много, если не все вопросы отпадут если вы внимательно прочитаете в хорошей книге или той же Википедии "применение операционных усилителей" http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1% ... 0%B5%D0%B9

[Света]

...Ещё вопрос по транзисторам: ток, который подаётся на базу обязательно должен быть в одной цепи с коллекторным током? Можно как то "открыть" транзистор независимым источником питания? Т.е., например, коллекторный ток обеспечивается автономной батарейкой, а ток базы через выход микроконтроллера.

Если источники питания будут совсем независимыми, то работать транзистор не будет. А если у них будет "общий" провод, то всё будет работать. Обычно "общий провод", или "корпус", или "земля" обозначаются значком _|_