第66回午後57医用工学その2(診療放射線技師)


前回記事の解説です。

電流Iから求めていきます。
電流Iは左上の2つの10kΩの抵抗に流れる電流の和になりますので、それぞれの抵抗についてオームの法則を考え、和を取ります。
$$I=\frac{0.1}{10\times10^3}+\frac{0.2}{10\times10^3}\\=\frac{0.3}{10}\times10^{-3}=0.03\times10^{-3}[A]$$

次に電流Iから電位Vを求めます。
真ん中の20kΩの抵抗について、赤矢印の向きに電圧が0[V]からV[V]に変化しているから、赤矢印の向きの電圧降下は\(0-V[V]\)です。
よってオームの法則より、
$$0-V=20\times10^3\times I\\V=-20\times10^3\times0.03\times10^{-3}=-0.6[V]$$

最後に右下の緑の電流に沿って\(V_o\)を考えていきます。
9kΩの抵抗について、緑矢印の向きの電圧降下は\(V_o-V[V]\)です。
同様に1kΩの抵抗では\(V-0[V]\)です。
2つの抵抗に流れる電流は等しいから、
$$\frac{V_o-V}{9\times10^3}=\frac{V-0}{1\times10^3}\\\frac{V_o-\left(-0.6\right)}{9}=\frac{-0.6}{1}\\V_o+0.6=-9\times0.6\\V_o=-6.0[V]$$

解説は以上となります。
上記の解説では「イマジナリーショートが…」「理想的なオペアンプでは入力インピーダンスが…」「出力インピーダンスが…」的な説明はしておらず、その辺を理解していない人にっては疑問が残るかも知れません。
今後、別記事でオペアンプが絡む回路について解説したいと思います。

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