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電験２種過去問【2019年理論 問8】

2022年7月10日

【電子回路】演算増幅器の動作《空所問題》

　次の文章は、演算増幅器を用いた回路に関する記述である。文中の\fbox{空所欄}に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。ただし、演算増幅器は理想的であるとする。
　図の回路において演算増幅器の入力端子間の電圧をV_iとすると、演算増幅器の電圧増幅度が無限大であるときV_iは\fbox{（１）}となる。これより、抵抗R_1を流れる電流I_1は、I_1=\fbox{（２）}と求められる。演算増幅器の入力端子には電流が流れないことから、抵抗R_1を流れる電流I_1と抵抗R_2を流れる電流I_2は抵抗R_3を流れる。その結果、R_3の両端には大きさが\fbox{（３）}の電圧が現れる。R_1=R_2=R_3=Rとすると、出力電圧はV_{out}=\fbox{（４）}となる。この出力電圧より、この回路は\fbox{（５）}と呼ばれる。

［問８の解答群］

\small{\begin{array}{ccc} (ｲ)&\displaystyle\frac{V_1}{R_1}&(ﾛ)&-(V_1+V_2)&(ﾊ)&1\\ (ﾆ)&R_3(I_1-I_2)&(ﾎ)&R_3I_1I_2&(ﾍ)&\displaystyle\frac{R_1}{V_1}\\ (ﾄ)&R_3(I_1+I_2)&(ﾁ)&積分回路&(ﾘ)&-V_1V_2\\ (ﾇ)&乗算回路&(ﾙ)&\displaystyle\frac{V_1}{R_1+R_3}&(ｦ)&加算回路\\ (ﾜ)&-(V_1-V_2)&(ｶ)&無限大&(ﾖ)&0\\ \end{array}}

解答と解説はこちら

解答

\small{\begin{array}{cc} \hline(1)&(ﾖ)&0\\ \hline(2)&(ｲ)&\displaystyle\frac{V_1}{R_1}\\ \hline(3)&(ﾄ)&R_3(I_1+I_2)\\ \hline(4)&(ﾛ)&-(V_1+V_2)\\ \hline(5)&(ｦ)&加算回路\\ \hline\end{array}}

解説

　図の回路において演算増幅器の入力端子間の電圧をV_iとすると、演算増幅器の電圧増幅度が無限大であるときV_iは\fbox{(ﾖ)0}となる。これより、抵抗R_1を流れる電流I_1は、I_1=(ｲ)\displaystyle\frac{V_1}{R_1}と求められる。演算増幅器の入力端子には電流が流れないことから、抵抗R_1を流れる電流I_1と抵抗R_2を流れる電流I_2は抵抗R_3を流れる。その結果、R_3の両端には大きさが(ﾄ)R_3(I_1+I_2)の電圧が現れる。R_1=R_2=R_3=Rとすると、出力電圧はV_{out}=(ﾛ)-(V_1+V_2)となる。この出力電圧より、この回路は\fbox{(ｦ)加算回路}と呼ばれる。

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Posted by ちゅん