O gerador equivalente de Thévenin também pode ser obtido a partir de medições realizadas no par de terminais de interesse. Suponha que as seguintes medições foram feitas nos terminais a e b do circuito abaixo. 1) Quando uma resistência de 20 ohms é ligada nos terminais a e b, a tensão Vab medida é igual a 100 V. 2) Quando uma resistência de 50 ohms é ligada nos terminais a e b, a tensão Vab medida é igual a 200 V. Sobre o gerador equivalente de Thévenin obtido para os terminais a e b é CORRETO afirmar:

Questão

O gerador equivalente de Thévenin também pode ser obtido a partir de medições realizadas no par de terminais de interesse. Suponha que as seguintes medições foram feitas nos terminais a e b do circuito abaixo.

  1. Quando uma resistência de 20 ohms é ligada nos terminais a e b, a tensão Vab medida é igual a 100 V.

  2. Quando uma resistência de 50 ohms é ligada nos terminais a e b, a tensão Vab medida é igual a 200 V.

Sobre o gerador equivalente de Thévenin obtido para os terminais a e b é CORRETO afirmar:

Imagem 1

Diagrama: Rede resistiva linear com fontes independentes e dois terminais identificados como a (superior) e b (inferior).

Alternativas

Se uma resistência de 80 Ω for ligada nos terminais a e b, a tensão sobre ela será IGUAL a 300 V.

Se uma resistência de 100 Ω for ligada nos terminais a e b, a potência transferida do gerador para ela será máxima.

A tensão do gerador é MENOR que 500 V.

94%

A resistência do gerador é MAIOR que 100 Ω.

Existe SOMENTE um valor de resistência que, se ligada aos terminais a e b, consumirá determinado valor de potência.

Explicação

Pelos dados de medição, podemos modelar o circuito visto em a-b por um equivalente de Thévenin VthV_{th} em série com RthR_{th}. Para uma carga RLR_L, a tensão medida nos terminais é

Vab=VthRLRth+RL.V_{ab}=V_{th}\,\frac{R_L}{R_{th}+R_L}.

Medição 1: RL=20ΩR_L=20\,\Omega e Vab=100VV_{ab}=100\,V

100=Vth20Rth+20    Vth=100Rth+2020=5(Rth+20).100 = V_{th}\frac{20}{R_{th}+20}\;\Rightarrow\; V_{th}=100\frac{R_{th}+20}{20}=5(R_{th}+20).

Medição 2: RL=50ΩR_L=50\,\Omega e Vab=200VV_{ab}=200\,V

200=Vth50Rth+50    Vth=200Rth+5050=4(Rth+50).200 = V_{th}\frac{50}{R_{th}+50}\;\Rightarrow\; V_{th}=200\frac{R_{th}+50}{50}=4(R_{th}+50).

Igualando as expressões de VthV_{th}:

5(Rth+20)=4(Rth+50)5Rth+100=4Rth+200Rth=100Ω.5(R_{th}+20)=4(R_{th}+50)\Rightarrow 5R_{th}+100=4R_{th}+200\Rightarrow R_{th}=100\,\Omega.

Então:

Vth=4(Rth+50)=4(100+50)=600V.V_{th}=4(R_{th}+50)=4(100+50)=600\,V.

Agora avaliando as alternativas:

  1. RL=80ΩR_L=80\,\Omega: Vab=60080100+80=60080180=266,7V300V.V_{ab}=600\frac{80}{100+80}=600\cdot\frac{80}{180}=266{,}7\,V\neq 300\,V. Falsa.

  2. Potência máxima ocorre quando RL=RthR_L=R_{th} (teorema da máxima transferência de potência). Como Rth=100ΩR_{th}=100\,\Omega, com RL=100ΩR_L=100\,\Omega a potência é máxima. Verdadeira.

  3. “A tensão do gerador é MENOR que 500 V.” Mas Vth=600VV_{th}=600\,V. Falsa.

  4. “A resistência do gerador é MAIOR que 100 Ω.” Mas Rth=100ΩR_{th}=100\,\Omega. Falsa.

  5. Para um gerador de Thévenin, um mesmo valor de potência (abaixo da máxima) pode ocorrer para dois valores diferentes de RLR_L (simetria em torno de RthR_{th}). Logo não existe “somente um” em geral. Falsa.

Assim, a única afirmação correta é a alternativa 2.

Alternativa correta: (b).

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