¿Tensión igual, pero sin cortocircuito?

Para la pregunta del primer párrafo

Una aclaración a mi declaración anterior. Hay que tener cuidado en cómo se explican las cosas. Si asume que "dos nodos siempre se mantienen en el mismo voltaje por alguna fuerza desconocida", entonces el problema es simple, no, no tendrá ningún efecto, porque como usted dijo, los dos nodos siempre se mantienen en el mismo voltaje no pase lo que pase, deben ser independientes entre sí para que este sea el caso.

Sin embargo, el hecho de que dos nodos tengan el mismo voltaje no significa que un cable no tenga efecto. En un circuito en el que dos nodos dependen el uno del otro, simplemente cortocircuitarlos puede o no tener ningún efecto. ¿Por qué? porque el cable puede cambiar la función de transferencia del circuito y, por lo tanto, la relación entre los dos nodos dependientes. Este es ciertamente el caso en los circuitos de amplificadores operacionales donde tiene retroalimentación.

En cuanto al segundo párrafo

Los terminales del amplificador operacional no se cortocircuitan internamente (puedes cortocircuitarlos externamente, pero no es particularmente útil hacerlo). El voltaje no siempre es el mismo en cada terminal; por ejemplo, puede conectar uno a un riel de suministro y el otro al otro riel de suministro. Sin embargo, el efecto de que no sean iguales es que la salida del amplificador operacional se sujeta a uno u otro de los rieles de suministro. Esto se debe a que los amplificadores operacionales suelen tener ganancias muy altas: una pequeña diferencia en el voltaje de entrada da como resultado una gran diferencia en el voltaje de salida.

Creo que estás confundiendo conceptos. Existe un enfoque con amplificadores operacionales de retroalimentación negativa en el que la salida se retroalimenta a la terminal de entrada negativa. Cualquier cambio realizado en el terminal de entrada dará como resultado que el valor de salida intente cambiar, pero debido a que tiene retroalimentación, la salida afecta la entrada que generalmente está diseñada para llevar la diferencia de entrada a cero, momento en el cual la salida se estabiliza en su nuevo valor.

La solución no saturada estable para un circuito de amplificador operacional satisface la igualdad de voltaje en las entradas, pero también satisface otros requisitos, como una corriente cercana a cero en las entradas.

Si agrega un cable, reemplaza la restricción con una mucho más débil: las corrientes en ambas entradas son iguales y opuestas. Esto aumenta considerablemente el conjunto de posibles soluciones.

En particular, su suposición de que la corriente a través del cable es cero es errónea. Por la Ley de Ohm,

Quieres dividir ambos lados por$R$, partida

Sin embargo, esta ecuación NO es válida. Derivando$I = \frac{V}{R}$de$V = IR$solo se permite cuando$R \neq 0$. Para un cable, su derivación provoca la división por cero.

En última instancia, la Ley de Ohm se satisface con cualquier valor arbitrario de$I$.

Que los nodos tengan el mismo voltaje no significa que puedan cortocircuitarse sin efectos nocivos. Considere este circuito:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Ahora, suponiendo que el opamp sea ideal, el voltaje en los nodos A y B debería ser el mismo (igual a 1V).

Sin embargo, la corriente no lo es. La corriente que fluye a través de R2 es mucho menor que la corriente que fluye a través de R1.

Si sacó el amplificador operacional y simplemente conectó los nodos A y B juntos, el voltaje sería más bajo (alrededor de 9,9 mV).

Si dejaste el amplificador operacional y solo cortocircuitaste A y B juntos, cortocircuitar ambas entradas de un amplificador operacional haría que la salida fuera de 0 V y, dado que tiene una impedancia de salida baja, el voltaje tanto en A como en B sería cero.

En un circuito de amplificador operacional, una red de retroalimentación mantiene las dos entradas (casi) al mismo voltaje. Por lo general, la red de retroalimentación alrededor de un amplificador operacional asume dos ecuaciones KCL independientes, donde la corriente de entrada consumida por el amplificador operacional es insignificante (del orden de 1 nA). Pero cada nodo tiene su propia KCL independiente en este diseño.

Al principio, fluiría muy poca corriente (porque la red de retroalimentación hace que las dos entradas casi coincidan). Pero aunque fluiría muy poca corriente al principio, el cortocircuito de las entradas interferiría con el funcionamiento correcto de la red de retroalimentación y el circuito se volvería inestable. No habría forma de que el amplificador operacional determinara correctamente el voltaje de salida correcto para continuar haciendo coincidir las dos entradas. Por lo tanto, la salida probablemente se saturaría en el riel de suministro positivo o negativo.

Acerca del modelo de amplificador operacional ideal: a medida que la ganancia de bucle abierto se acerca al infinito, la diferencia entre las dos entradas se acerca a cero. Pero aún debe haber alguna diferencia entre las entradas, de lo contrario, ¿cómo puede el amplificador operacional determinar su voltaje de salida? La idea de un amplificador operacional ideal es solo una heurística para facilitar un poco el análisis del circuito, al observar solo las redes de retroalimentación y no preocuparse por los circuitos dentro del amplificador operacional. Pero es solo una heurística para el análisis, no es algo que pueda existir.

Con respecto a acortar dos nodos del mismo voltaje: suponga que puede administrar dos nodos al mismo voltaje, aún así, si los acorta, hay muchos efectos que debe enfrentar:

• Su función de transferencia puede cambiar.
• Sus impedancias equivalentes de esos dos nodos cambiarán.
• la retroalimentación de sus circuitos se efectuará
• la corriente encuentra un nuevo camino para fluir, por lo que el voltaje de operación puede cambiar.

Ahora, con respecto a su amplificador operacional, si acortó A y B, también hay algunas consecuencias. Como:

• Idealmente, la corriente de entrada del amplificador operacional es cero, por lo que no habrá flujo de corriente a través de la resistencia R2. Pero ahora encontró un nuevo camino y la corriente fluirá.
• El amplificador operacional real no tiene el mismo voltaje en los nodos A y B, siempre hay una pequeña diferencia (tal vez en el rango de milivoltios), pero cuando los corta, le da el mismo voltaje a esos nodos. Entonces, la salida del amplificador operacional puede oscilar.