Se a carga aplicada for menor que a resistência de Thévenin, o que ocorre com a potência para a carga?

Questão

Se a carga aplicada for menor que a resistência de Thévenin, o que ocorre com a potência para a carga?

Alternativas

A) A potência para a carga cairá rapidamente na medida em que ela ficar menor.

92%

B) A potência para a carga não cairá rapidamente na medida em que ela ficar menor.

C) A potência para a carga aumentará rapidamente na medida em que ela ficar menor.

Explicação

Considere o equivalente de Thévenin visto pela carga: uma fonte VthV_{th} em série com RthR_{th} alimentando a carga RLR_L.

A potência dissipada na carga é PL=I2RL=(VthRth+RL)2RL=Vth2RL(Rth+RL)2.P_L = I^2 R_L = \left(\frac{V_{th}}{R_{th}+R_L}\right)^2 R_L = \frac{V_{th}^2\,R_L}{(R_{th}+R_L)^2}.

Agora analise o caso pedido: RL<RthR_L < R_{th} e, em especial, quando a carga vai ficando bem menor que RthR_{th} (isto é, RL0R_L \to 0).

  • Se RLRthR_L \ll R_{th}, então Rth+RLRthR_{th}+R_L \approx R_{th}.
  • Logo, PLVth2RLRth2.P_L \approx \frac{V_{th}^2\,R_L}{R_{th}^2}.

Essa expressão mostra que, nessa região, PLP_L é aproximadamente proporcional a RLR_L. Portanto, à medida que RLR_L diminui, a potência na carga diminui e tende a zero quando RL0R_L \to 0.

Além disso, como o máximo de potência ocorre em RL=RthR_L = R_{th} (teorema da máxima transferência de potência), ao ficar abaixo desse valor a potência já está no “lado descendente” da curva, e cai rapidamente conforme a carga fica cada vez menor.

Alternativa correta: (A).

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