Идеальный операционный усилитель (обратная связь)
Идеальный операционный усилитель рассматривается как имеющий бесконечный коэффициент усиления без обратной связи и нулевой входной ток; поведение в замкнутом контуре описывается стандартными формулами с резисторами: инвертирующее усиление −R_ос/R_вх, неинвертирующее усиление 1+R_ос/R_г, и усиление повторителя, равное единице. Страница отображает графики входного и выходного сигналов в зависимости от времени для синусоидального или постоянного входного сигнала и может ограничивать выходные сигналы на уровне ±V_нас как упрощённая модель насыщения.
Для кого: Вводный курс аналоговой электроники после закона Ома; дополняет страницы с RC-фильтром и диаграммами Боде.
Ключевые понятия
- операционный усилитель
- виртуальная земля
- отрицательная обратная связь
- повторитель напряжения
- коэффициент усиления
Как это работает
Идеальный операционный усилитель: бесконечный коэффициент усиления в разомкнутом состоянии, нулевой входной ток и (при замыкании петли обратной связи) выходной сигнал следует классическим соотношениям резисторов. Переключайтесь между инвертирующим, неинвертирующим и повторителем с единичным усилением; подавайте на вход синусоиду или постоянный уровень и, опционально, ограничивайте выходной сигнал на уровне ±V_нас.
Основные формулы
Часто задаваемые вопросы
- Где учитываются полоса пропускания, напряжение смещения и входной ток смещения?
- Они намеренно опущены: это учебная модель идеального ОУ, используемая для изучения коэффициента усиления в замкнутом контуре от пассивных цепей обратной связи до рассмотрения неидеальных ограничений.
- Почему может возникать ограничение сигнала, если усилитель идеальный?
- Бесконечное усиление применимо только в рамках линейной модели с обратной связью; опциональное ограничение по питанию служит упрощённой моделью конечного напряжения питания и пределов выходного диапазона.
Ещё из «Электричество и магнетизм»
Другие симуляторы в этой категории — или все 42.
Генератор Ван де Граафа
Лента заряжает купол; V = Q/C; стилизованная искра на землю при превышении V_пробоя.
Kirchhoff's Laws (KCL & KVL)
3-node DC: junction divider + optional R∥V; hints, KCL/KVL, solved currents.
Плоская ЭМ волна (вакуум)
E ⊥ B ⊥ k: синусоидальные поля sin(kz−ωt), вектор Пойнтинга направлен вдоль z; ω = ck (c = 1).
Двигатель и генератор постоянного тока
Катушка в поле B: двигатель V = IR + kω, генератор E = kω на нагрузку — один коэффициент k, два режима.
Градиентный B-дрейф
B_z(x,y) со слабым градиентом; орбита из q(E+v×B) в локальном B — вращение + дрейф.
Магнитная пробка (магнитное зеркало)
Осевой B(z) пинч; адиабатический инвариант μ, v∥ из −μ ∂B/∂z — схема поясов Ван Аллена / магнитного зеркала.