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25/02/2015 1 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I CIRCUITOS ELÉTRICOS I 1 Prof. Dr. Edmarcio Antonio Belati edmarcio.belati@ufabc.edu.br Aula 5Aula 5 25/02/2015 Teorema da Máxima Transferência de Potência Exercícios Transformação Estrela – Triângulo (casa) Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I Figura 1: Circuito equivalente de Thevenin Esse teorema trata da máxima potência que se pode obter de um circuito linear qualquer. Sabe-se que qualquer circuito pode ser representado pelo circuito equivalente de Thevenin, ou seja: TEOREMA DA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA )RR( V i LTh Th L Tem-se que: 2 LLL iRP 2 )RR( V RP LTh Th LL 2 25/02/2015 2 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 RL Pot ênc ia n a c arg a RTh Considerando uma RTh=150 e VTh = 20 V tem-se o gráfico abaixo para potência na carga RL. O ponto de máximo ocorrerá quando: 0 L L dR dP 2 )RR( V RP LTh Th LL TEOREMA DA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 3 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I Logo: A máxima transferência de potência ocorre quando a carga tem resistência igual à resistência de Thevénin. TEOREMA DA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 0 2 3 22 )RR( VR)RR(V LTh ThLLThTh 22 2 ThLLThTh VR)RR(V LLTh RRR 2 ThL RR Logo, o valor da potência máxima que pode ser dissipada pela carga será: Assim: 2 Lth th LMAX RR V RP ThL RR 2 thTh th thMAX RR V RP 2 2 Th th thMAX R V RP Th th MAX R V P 4 2 4 25/02/2015 3 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I Rendimento: A eficiência ou rendimento de uma máquina ou circuito é definido como: No caso da máxima transferência de potência, tem- se o seguinte rendimento: entradadePotência saídadePotência Th 2 th SAÍDA R4 V P Th 2 th ENTRADA R2 V P 2 1 2 4 2 2 Th th Th th ENTRADA SAÍDA R V R V p p Portanto, o rendimento é: (rendimento para máxima transferência) %50 2 1 obs. Apenas 50% da potência fornecida é transferida para a carga na situação de máxima transferência de potência. Os outros 50% são dissipados na resistência de Thévenin (que pode ser a resistência interna da fonte). TEOREMA DA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 5 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I Exercício 1: Calcular a carga RL que determina a máxima transferência de potência no circuito da Figura abaixo. Determine também a potência fornecida pela fonte e a dissipada na carga. Exercício 2: Qual a potência máxima que este circuito pode fornecer para uma carga R conectada entre A e B? Resp: 25 ; PSAÍDA=225 W; PENTRADA=450 W Resp: 40,5 W TEOREMA DA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 6 25/02/2015 4 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I Exercício 3: Determine o valor de RL na figura, para uma máxima transferência de potência. Exercício 4: Qual a potência máxima que este circuito pode fornecer para uma carga R conectada entre A e B? TEOREMA DA MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA 7 Resp. 6 Resp. Vth=7,447 V; Rth=1.863 ; P=7,44 W Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 8 Exercício 1: Qual a potência máxima que este circuito pode fornecer para uma carga R conectada entre A e B? 10 Ω EXERCÍCIOS EXTRAS Resp. ? 25/02/2015 5 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 9 Exercício 2: Qual a potência máxima que o circuito abaixo pode fornecer para uma carga R conectada entre A e B? 1kΩ 2kΩ 1kΩ + Vx - 2Vx1kΩ 2kΩ A B EXERCÍCIOS EXTRAS Resp.? Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 10 6Ω 6Ω 10Ω 12Ω 6Ω + V1 - 0,5V112Ω 12 V A B Exercício 3: Qual a potência máxima que o circuito abaixo pode fornecer para uma carga R conectada entre A e B? EXERCÍCIOS EXTRAS Resp. ? 25/02/2015 6 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 11 CONVERSÃO TRIÂNGULO-ESTRELA (casa) No circuito abaixo, você poderá encontrar dois circuitos triângulo e dois circuitos estrela. De acordo com os pontos de ligação, os resistores R4, R5 e R2 e R1, R2 e R3 formam os circuitos triângulo. Já os resistores R4, R1 e R2 e os resistores R2, R5 e R3 formam os circuitos estrela. OBS. Se fosse pedido para determinar a resistência equivalente do circuito todo para calcular a intensidade da corrente que atravessa o circuito ficaria complicado, uma vez que para isso, devemos ter circuitos série ou paralelo para que possamos fazer a redução. Observe que não encontramos essa situação no circuito. Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 12 Para resolver esse problema temos como fazer a conversão dos circuitos, tanto de triângulo para estrela quanto de estrela para triângulo. Estas transformações requerem que se determinem resistências equivalentes entre os dois circuitos. Conversão triângulo-estrela CONVERSÃO TRIÂNGULO-ESTRELA (casa) 25/02/2015 7 Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 13 Conversão estrela-triângulo CONVERSÃO TRIÂNGULO-ESTRELA (casa) Edmarcio Belati U F A B C /E n g . d e E n e rg ia – C irc u ito s E lé tric o s I 14 Exercício 1 : Demonstre com base nos circuitos abaixo que: . RCRBRA RCRA R 3 Fonte: http://www.webmecauto.com.br/eletronica/eletronica145.asp CONVERSÃO TRIÂNGULO-ESTRELA (casa)
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