問題文
図は演算増幅器を使った回路である。入力電圧 \(\dot{V}_1 \ [ \text{V} ]\) に対する出力電圧 \(\dot{V}_2 \ [ \text{V} ]\) の比の値として、正しいものを次の1～5のうちから一つ選べ。
ただし、演算増幅器は理想的(入力インピーダンスは無限大、増幅度は無限大、出力インピーダンスは零)であるとし、入力電圧、出力電圧ともに演算増幅器の動作範囲内であるとする。
\(R_1 = 10 \ [ \text{k}\Omega ]\)、\(R_2 = 120 \ [ \text{k}\Omega ]\)
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選択肢
この回路は、入力電圧 \(V_1\) がオペアンプの非反転入力端子（＋）に接続されていることから、非反転増幅回路となります。
理想的なオペアンプを用いた非反転増幅回路の電圧増幅度（ゲイン） \(A\) は、以下の式で表されます。
\[ A = \dfrac{V_2}{V_1} = 1 + \dfrac{R_2}{R_1} \]
ここで、抵抗 \(R_1 = 10\,{\rm k\Omega}\)、帰還抵抗 \(R_2 = 120\,{\rm k\Omega}\) を代入すると、以下のようになります。
\[ A = 1 + \dfrac{120 \times 10^3}{10 \times 10^3} = 1 + 12 = 13 \]
したがって、電圧増幅度は 13 となります。