Prévia do material em texto
Aula 2- Teoremas de Thevenin & Norton com fontes Dependentes Prof. Francisco A. Scannavino Jr. 1 1. Revisão: Teorema de Thevenin 2 • O Teorema de Thévenin permite reduzir circuitos para configurações mais simples. Em geral pode-se: • Reduzir o número de componentes necessários para estabelecer as mesmas características aos terminais de saída. • Investigar o efeito da mudança de um componente em particular sobre o comportamento de um circuito sem ter de analisar o circuito inteiro novamente. O Teorema de Thévenin afirma que: Qualquer circuito de corrente contínua de dois terminais pode ser substituído por um circuito equivalente que consista somente de uma fonte de tensão e de um resistor em série. 1. Revisão: Teorema de Thevenin 3 Procedimentos: 1. Remova a parte do circuito para a qual deseje obter um equivalente de Thévenin; 2. Assinale os terminais do circuito remanescente; 3. Calcule Rth colocando todas as fontes em zero: fonte de tensão se tornam curtos, fonte de corrente se tornam abertos; 4. Utilizando algum método de análise de circuitos, encontre a U (V) nos terminais remanescentes; 5. Desenhe o circuito equivalente de Thévenin com VTh e RTh. 1. Revisão: Teorema de Thevenin 4 Exemplo: 12 5 2 12 V 7 10 LR 1. Revisão: Teorema de Thevenin 5 Exemplo: • Em um primeiro passo, a carga é removida e os terminais marcados: 12 5 2 12 V 7 10 LR a b 1. Revisão: Teorema de Thevenin 6 Exemplo: • Encontrar a tensão de Vth ( = Vab): 12 5 2 12 V 7 10 a b Note que não há queda nos resistores dos terminais a e b, pois não há corrente passando por eles. 12 / (5 7 12) 0,5 AI 12 0,5 6 abV V 1. Revisão: Teorema de Thevenin 7 Exemplo: • Finalmente, o circuito equivalente de Thevenin para carga RL é o seguinte: 18 ThR 6 ThV V a b LR 1. Revisão: Teorema de Norton 8 O Teorema de Norton afirma que: • Qualquer circuito de corrente contínua de dois terminais pode ser substituído por um circuito equivalente que consista somente de uma fonte de corrente e de um resistor em paralelo; • O Resistor paralelo é denominado RN; • A fonte de Corrente é denominada IN. 1. Revisão: Teorema de Norton 9 Procedimentos: 1. Remova a parte do circuito para a qual deseje obter um equivalente de Norton; 2. Assinale os terminais do circuito remanescente; 3. Calcule RN colocando todas as fontes em zero: fonte de tensão se tornam curtos, fonte de corrente se tornam abertos; 4. Utilizando algum método de análise de circuitos, encontre a corrente de curto-circuito entre os terminais remanescentes; 5. Desenhe o circuito equivalente de Norton com IN e RN. 1. Revisão: Teorema de Norton 10 Exemplo: 12 5 2 12 V 7 10 LR 1. Revisão: Teorema de Norton 11 Remove-se a carga e os terminais são assinalados: a b 1. Revisão: Teorema de Norton 12 • Calcular RN é feito da mesma forma que RTh: 12 5 2 7 10 a b [(5 7) / /12] 2 10 a b 1. Revisão: Teorema de Norton 13 12 5 2 12 V 7 10 a b IN • Para encontrar IN muitas vezes é necessário recorrer a algum procedimento de análise mais elaborado. 1. Revisão: Teorema de Norton 14 12 2 10 a b IN 12 1 A 6 12 a b IN 1 A Substituiu-se a fonte de tensão e resistência série por uma fonte de corrente e resistência paralelo Em seguida, simplificou-se os resistores paralelos e as resistências séries. Note que os terminais a e b são preservados. 1. Revisão: Teorema de Norton 15 Novamente aplicando a conversão de fontes, chegamos ao seguinte circuito. A corrente pode facilmente ser calculada: I = 6 / 18 = 0,333 A a b IN 18 0,333 ANI a b Finalmente, o circuito equivalente de Norton. 2. Teoremas com Fontes Dependentes 16 Procedimentos com Fontes Dependentes: 1. Remova a parte do circuito para a qual deseje obter um equivalente de Thévenin ou Norton; 2. Assinale os terminais do circuito remanescente; 3. O que modifica com as fontes dependentes é o cálculo de Rth ou RN. Coloque todas as fontes independentes em zero e mantenha as fontes dependentes. Aplique uma tensão v0 (ou corrente i0) nos terminais a-b, determine a corrente i0 (ou tensão v0) e calcule o valor de R; 2. Teoremas com Fontes Dependentes 17 Procedimentos com Fontes Dependentes: 4. Utilizando algum método de análise de circuitos, encontre a U (V) ou IN (A) nos terminais remanescentes; 5. Desenhe o circuito equivalente de Thévenin com VTh e RTh ou o circuito de Norton com RN e IN. 2. Teoremas com Fontes Dependentes 18 Resistência Negativa? • Há a possibilidade do resultado da análise de obtermos um valor de resistência negativa; • Isto implica que o circuito fornece potência e não absorve; • Tal resultado geralmente ocorre com circuitos de fonte dependentes; • Para facilitar os cálculos, as fontes de excitação para cálculo de R são de 1V ou de 1A; 3. Resumo 19 1. Os procedimentos de cálculo para RN e RTH são iguais; 2. O cálculo com fontes dependentes só é diferenciado na obtenção de RN e RTH ; 3. Para tal é inserido uma fonte de tensão ou corrente de excitação para que a fonte dependente seja ativada. 4. Próxima Aula 20 A) Análise de Malha; 5. Referências Bibliográficas 21 • Alexander, Charles K., Matthew, N. O. Sadiku; Fundamentos de circuitos elétricos. Bookman, 5ª ed., 2013 – Capítulo 9. Irwin, J. D.; Análise de circuitos em engenharia, Pearson Education do Brasil, Makron Books, 4ª ed., 2000 22 23 Exercícios