No circuito ilustrado na Figura 43, os valores de v_o e i_o, quando V_s = 1, valem, respectivamente:
Questão
No circuito ilustrado na Figura 43, os valores de v_o e i_o, quando V_s = 1, valem, respectivamente:
Diagrama do circuito mostrado na Figura 43: rede de resistores todos de 1 Ω conectados conforme o desenho (resistor superior em série ligando os nós laterais, dois resistores de 1 Ω na malha superior intermediária, um resistor vertical central de 1 Ω ao terra, e o resistor direito de 1 Ω onde está definido v_o com i_o descendo). Fonte de tensão V_s no ramo esquerdo inferior.
Alternativas
A) 1,0 V e 0,5 A
Explicação
Pela figura, todos os resistores são de . Defina o nó inferior como referência (0 V).
- Nó esquerdo (A): está ligado ao terminal superior da fonte, logo .
- Nó central (B): junção dos dois resistores horizontais e do resistor vertical central.
- Nó direito (C): topo do resistor da direita (onde está ). Assim, e é a corrente para baixo no resistor direito, então .
Conexões resistivas:
- Entre A e C: (ramo superior).
- Entre A e B: (ramo do meio à esquerda).
- Entre B e C: (ramo do meio à direita).
- Entre B e terra: (resistor vertical central).
- Entre C e terra: (resistor da direita).
Aplicando KCL nos nós B e C (correntes saindo do nó):
No nó B: [(V_B-V_A)+(V_B-V_C)+V_B=0] Como : [3V_B - V_C = 1 \quad (1)]
No nó C: [(V_C-V_A)+(V_C-V_B)+V_C=0] [3V_C - V_B = 1 \quad (2)]
Resolvendo o sistema: De (1): . Substituindo em (2): [3(3V_B-1) - V_B = 1\Rightarrow 9V_B-3-V_B=1\Rightarrow 8V_B=4\Rightarrow V_B=0{,}5,\text{V}] Então: [V_C=3(0{,}5)-1=0{,}5,\text{V}]
Logo:
Portanto, a alternativa apresentada (1,0 V e 0,5 A) não bate com o circuito: o correto é e .
Alternativa correta: (A).