Problema 53-4    Fuente:  Problema creado por el autor del sitio.

En la Figura 53-04.1 tenemos V = 2 sen (500 t - 30°). Determina el valor de V_o.

Solución del Problema 53-4

Inicialmente debemos calcular el circuito equivalente Thévenin para el punto V_x. Como sabemos, la entrada inversora de OP 1 no fluye corriente. Por lo tanto, podemos calcular un divisor de tensión al circuito de entrada. Entonces tenemos:

Tenga en cuenta que la transformación - j5 = 5 ∠-90° se utilizó en la ecuación anterior. Sustitución de V por su valor numérico y realizando el cálculo, obtenemos:

Para determinar la impedancia de Thévenin, cortocircuitamos la fuente de voltaje V. Entonces resulta que la resistencia de 5 ohmios está en paralelo con el capacitor - j5. Calculando este paralelo encontramos:

Así que nos quedamos con el circuito que se muestra en la Figura 53-4.2.

Claramente tenemos un amplificador operacional en la configuración de inversor, y sabemos que la ganancia de este circuito, adaptada a AC, viene dada por:

Donde   Z_i = 2,5 - j2,5  e  Z_f = 5 - j5.   Entonces, sustituyendo estos valores en la ecuación anterior, encontramos:

Observe en la ecuación anterior que para eliminar el signo negativo, sumamos el ángulo de 180° al resultado Entonces, como sabemos el valor de V_th = √2 ∠ -75°, podemos calcular el valor de V_o, o:

Sustituyendo los valores ya encontrados, obtenemos:

También es posible escribir el resultado final en forma trigonométrica. Vea abajo.