Cho mạch điện như hình, chỉnh biến trở VR tại vị trí giữa, chiếu ánh sáng vào quang trở, quang trở có giá trị bằng 1kΩ, thì:

                                                           

Để xác định trạng thái của đèn LED, chúng ta cần phân tích hoạt động của mạch so sánh sử dụng op-amp và tính toán các giá trị điện áp V2 và V3. 1. **Xác định điện áp V2 (ngõ vào đảo của op-amp):** Mạch điện áp V2 được tạo thành từ biến trở VR (10kΩ) và điện trở R1 (10kΩ). Biến trở VR được chỉnh tại vị trí giữa, có nghĩa là điện trở từ cực trên (nối Vcc) đến con chạy là 5kΩ, và điện trở từ con chạy đến cực dưới là 5kΩ. Điện áp V2 được lấy tại con chạy của biến trở. Như vậy, V2 là điện áp tại điểm chia điện áp của chuỗi điện trở gồm: phần trên của VR (5kΩ), phần dưới của VR (5kΩ) và R1 (10kΩ) mắc nối tiếp từ Vcc xuống đất. Áp dụng công thức chia điện áp (giả sử điện áp nguồn Vcc): Điện trở từ Vcc đến V2 = 5kΩ (phần trên của VR). Điện trở từ V2 xuống đất = 5kΩ (phần dưới của VR) + 10kΩ (R1) = 15kΩ. Tổng điện trở trong nhánh này = 5kΩ + 15kΩ = 20kΩ. Vậy, V2 = Vcc * (Điện trở từ V2 xuống đất) / (Tổng điện trở) V2 = Vcc * (15kΩ / 20kΩ) = 0.75 * Vcc. 2. **Xác định điện áp V3 (ngõ vào không đảo của op-amp):** Mạch điện áp V3 được tạo thành từ quang trở (R_LDR) và điện trở R2 (10kΩ). Khi chiếu ánh sáng vào, quang trở có giá trị R_LDR = 1kΩ. Đây là mạch chia điện áp giữa Vcc và đất. V3 = Vcc * R2 / (R_LDR + R2) V3 = Vcc * 10kΩ / (1kΩ + 10kΩ) = Vcc * 10kΩ / 11kΩ = (10/11) * Vcc ≈ 0.909 * Vcc. 3. **So sánh V2 và V3 và xác định trạng thái LED:** Ta có V2 = 0.75 * Vcc và V3 ≈ 0.909 * Vcc. Rõ ràng là V2 < V3 (vì 0.75 < 0.909). Op-amp trong mạch này hoạt động như một bộ so sánh. Ngõ vào không đảo là V3, ngõ vào đảo là V2. * Nếu V3 > V2, ngõ ra của op-amp sẽ ở mức cao (gần Vcc). * Nếu V3 < V2, ngõ ra của op-amp sẽ ở mức thấp (gần 0V). Vì V2 < V3 (hay V3 > V2), ngõ ra của op-amp sẽ ở mức cao. Đèn LED được nối với ngõ ra của op-amp thông qua điện trở R4 và xuống đất. Khi ngõ ra ở mức cao, dòng điện sẽ chạy qua đèn LED làm đèn sáng. Kết luận: Đèn LED sáng vì V2 < V3. **So sánh với các phương án:** * 1. LED tắt vì V2>V3 - Sai (V2 < V3 và LED sáng). * 2. LED sáng vì V2>V3 - Sai (Lý do sai, V2 < V3). * 3. LED tắt vì V2