Este circuito es un amplificador operacional configurado como amplificador inversor. El análisis paso a paso del voltaje de salida ($V_0$) y la corriente implicada se describe a continuación:

Paso 1: Identificación de la configuración

El amplificador operacional está configurado en una topología inversora porque:

1. La señal de entrada ($V_t$) está conectada a la entrada inversora (-) a través de $R_1$.
2. La entrada no inversora (+) está conectada a tierra (0 V).
3. Hay una resistencia $R_2$ que realimenta la salida ($V_0$) hacia la entrada inversora (-).

Paso 2: Suposiciones básicas

1. El amplificador operacional tiene ganancia infinita, lo que significa que la corriente que entra a las entradas del amplificador operacional es prácticamente cero ($I_+$ y $I_-$ ≈ 0).
2. Debido a la realimentación negativa, el voltaje en la entrada inversora (-) es igual al voltaje en la entrada no inversora (+), que es 0 V ($V_-=V_+=0$).

Paso 3: Aplicar la Ley de Kirchhoff de Corriente (LKC)

La corriente que fluye a través de $R_1$ debe ser igual a la corriente que fluye a través de $R_2$, ya que no hay corriente que fluya hacia el terminal inversor del amplificador operacional. Esto nos da: $I_{R1} = I_{R2}$

1. La corriente a través de $R_1$ es: $I_{R1} = \frac{V_t - V_-}{R_1}$

2. La corriente a través de $R_2$ es: $I_{R2} = \frac{V_- - V_0}{R_2}$

Dado que $V_- = 0$, las ecuaciones se simplifican a: $I_{R1} = \frac{V_t}{R_1}, \quad I_{R2} = \frac{-V_0}{R_2}$

Paso 4: Igualar corrientes

Igualando las corrientes ($I_{R1} = I_{R2}$): $\frac{V_t}{R_1} = \frac{-V_0}{R_2}$

Paso 5: Resolver para $V_0$

Multiplicamos ambos lados por $R_1 R_2$: $V_t R_2 = -V_0 R_1$

Despejamos $V_0$: $V_0 = -\frac{R_2}{R_1} V_t$

Conclusión

El voltaje de salida ($V_0$) está relacionado con el voltaje de entrada ($V_t$) mediante la ganancia inversora $-\frac{R_2}{R_1}$. La polaridad negativa indica que el voltaje de salida está en fase opuesta con el voltaje de entrada.

Corriente en el circuito

La corriente que fluye a través de $R_1$ y $R_2$ es: $I = \frac{V_t}{R_1} = \frac{-V_0}{R_2}$

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Tip

Para mejorar la precisión del diseño, usa resistencias con tolerancia baja y considera la impedancia de entrada del amplificador operacional.