Problema 47-1    Fonte:  2ª questão da 1ª prova - Circuitos Elétricos - Ufrgs - 2017.

Para o circuito mostrado na Figura 47-1.1 calcule I_o em função de V_i.

Solução do Problema 47-1   

Este circuito é composto por um amplificador operacional (OP2) ligado na configuração não inversora e outro na configuração buffer, que realimenta o sinal da saída para a entrada não inversora do OP2. Sabe-se que um buffer copia o sinal em sua entrada para a saída sem alterar sua fase e magnitude (ganho = 1). Do circuito, virtualmente, V_a = V_b e, por meio de um divisor de tensão, pode ser escrito como:

Agora, usando o método nodal para o ponto a, obtém-se:

Após alguma manipulação algébrica na equação acima se obtém a seguinte relação:

Substituindo nessa equação o valor de V_a encontrado na eq. 47-01.1, temos:

Porém, do circuito se pode encontrar uma relação entre V_o e V_x.

Logo, substituindo essa relação na equação anterior e após alguma manipulação algébrica:

Observe que, se R₁ = R₂, a corrente I_o dependerá somente do valor de R_o (independe da carga). Esse circuito, portanto, comporta-se como uma fonte de corrente controlada pela tensão de entrada V_i, ou seja: