¿Qué es una calculadora de ganancia de amplificador operacional?
Un amplificador operacional (amp. op.) es un amplificador de tensión de alta ganancia cuya ganancia en lazo cerrado queda determinada casi por completo por dos resistencias externas: la resistencia de realimentación (Rf) y la resistencia de entrada (Rin). Esta calculadora obtiene la ganancia de tensión (Av) tanto en la configuración inversora como en la no inversora, y también muestra el valor en decibelios (dB). Es una herramienta universal de electrónica, válida para cualquier circuito estándar con un amp. op. ideal.
Cómo usarla
Elige la configuración del amplificador y, a continuación, introduce la resistencia de realimentación Rf y la resistencia de entrada Rin en ohmios. La calculadora te devuelve la ganancia de tensión en V/V y su valor equivalente en decibelios. En un amplificador no inversor, la salida está en fase con la entrada (ganancia positiva); en un amplificador inversor, la ganancia es negativa, lo que indica un desfase de 180°.
La fórmula explicada
Para un amplificador no inversor, la ganancia es $$A_v = 1 + \frac{\text{R}_f}{\text{R}_{in}}$$ Debido al "1" inicial, un amplificador no inversor siempre tiene una ganancia mínima de 1 (unidad). Para un amplificador inversor, la ganancia es $$A_v = -\frac{\text{R}_f}{\text{R}_{in}}$$ cuyo valor absoluto puede ser menor, igual o mayor que 1. El valor en decibelios se calcula como \(20 \cdot \log_{10}(|A_v|)\).
Ejemplo resuelto
Supongamos que Rf = 10.000 Ω y Rin = 1.000 Ω en una configuración no inversora. Entonces $$A_v = 1 + \frac{10.000}{1.000} = 1 + 10 = 11 \ \text{V/V}$$ En decibelios esto equivale a \(20 \cdot \log_{10}(11) \approx 20{,}83 \ \text{dB}\). Las mismas resistencias en un circuito inversor dan $$A_v = -\frac{10.000}{1.000} = -10 \ \text{V/V}$$ es decir, 20 dB en valor absoluto.
Preguntas frecuentes
¿Por qué la ganancia del inversor es negativa? El signo negativo indica que la señal de salida está invertida (desfasada 180°) respecto a la entrada; es el valor absoluto el que determina la amplificación.
¿Puede la ganancia del no inversor ser menor que 1? No. El término "+1" garantiza una ganancia mínima de 1 (un seguidor de tensión cuando Rf = 0).
¿Qué ocurre si Rin es cero? La división por cero no está definida, por lo que se necesita una resistencia de entrada distinta de cero para obtener una ganancia con sentido.
