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MÉTODOS DE ANÁLISE DE CIRCUITOS Prof. Francirley Paz MÉTODOS BÁSICOS • KIRCHHOFF • THEVENIN • NORTON MÉTODOS PARA ANÁLISE DE CIRCUITOS Teoremas de rede EX 1 - COM 01 MALHA - COM 01 FONTE LKT EX 1 - COM 02 MALHAS - COM 02 FONTE LKC EX 1 - COM 02 MALHA - COM 02 FONTE LKC EX 1 - COM 02 MALHAS - COM 02 FONTE LKC MALHA 1 EX 1 - COM 02 MALHAS - COM 02 FONTE LKC MALHA 2 EX 1 - COM 02 MALHAS - COM 02 FONTE LKC EXERCÍCIO iA iB EXERCÍCIO 1) 10-2i1-2(i1-i2)=0 2) -10-2(i2-i1)-4i2=0 iA iB Teoremas de rede FONTES DEPENDENTES E INDEPENDENTES - SIMBOLOGIA USUAL FONTES INDEPENDENTES O fato de serem chamadas de independentes significa que elas entregam tensão e corrente a um circuito sem interação com este circuito. FONTE DEPENDENTE Uma fonte é considerada dependente, quando o valor de tensão ou corrente fornecido pela mesma depende de algum parâmetro do circuito em estudo. DIVISOR DE TENSÃO Divisor de Tensão A regra do divisor de tensão se aplica a componentes (resistores) conectados em série, DIVISOR DE CORRENTE Divisor de Corrente Analogamente ao caso de resistências em série, a regra do divisor de corrente se aplica a componentes (resistores) conectados em paralelo, 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3. Ou, simbolicamente, Req = R1 || R2 || R3. i1 = (Req / R1) i. i1 = i R2 / (R1 + R2 i2 = i R1 / (R1 + R2) i2 = (Req / R2) i. i3 = (Req / R3) i. FRANCI Máquina de escrever Obs :Fórmula usada preferecialmente em circuitos com 02 resistores em paralelo. THEVENIN -> usado para simplificar uma rede em termos de tensão; -> usado para reduzir uma rede a um circuito simples em série; ( ver divisor de tensão ) -> Circuito equivalente : -> fonte de tensão total em série ; -> 01 resistência equivalente total em série ; Teorema Thèvenin Um circuito linear, constituído por fontes independentes e elementos lineares, pode ser representado por uma fonte independente em série com uma resistência. Teorema Thèvenin A razão para utilizarmos o teorema é que muitas vezes estamos interessados apenas com o que acontece com um par de terminais (a – b) do circuito e não com o funcionamento do circuito como um todo. Teorema Thèvenin O valor para a tensão Thevenin é igual à tensão nos terminais a-b quando o circuito encontra-se aberto. • O valor para a resistência Thevenin é igual à resistência equivalente obtida a partir dos terminais a-b com todas as fontes independentes desativadas. Teorema Thèvenin • Para desativar uma fonte de tensão curto circuita-se o circuito entre seus terminais. • Para desativar uma fonte de corrente abre-se o circuito entre seus terminais. E DESATIVAR A CARGA 2º Elimina-se o curto da fonte, e calcula-se agora a tensão entre os pontos a e b, onde se observa tratar-se de um divisor de tensão. Eliminando-se o curto da fonte, calcula-se agora Vth, que é a tensão nos extremos de R2 Neste caso, a partir deste circuito equivalente, podemos calcular rapidamente a corrente, potência ou tensão em qualquer resistor ligado entre os pontos a e b. EX2 - Para mostrar a utilidade da aplicação do teorema de Thévenin, calculemos a corrente em uma carga resistiva de 3,6Ω inserida entre os pontos a e b, das duas maneiras: ? Neste caso, a partir deste circuito equivalente, podemos calcular rapidamente a corrente, potência ou tensão em qualquer resistor ligado entre os pontos a e b. EX2 - Para mostrar a utilidade da aplicação do teorema de Thévenin, calculemos a corrente em uma carga resistiva de 3,6Ω inserida entre os pontos a e b, das duas maneiras: Usando o circuito original (sem o equivalente de Thévenin) resultado é o mesmo, porém com um processo de cálculo muito mais trabalhoso 1. Eliminando a carga 2. Curto-circuito na fonte 3.Calculando a resistência equivalente de Thévenin, vista entre os pontos a e b 1 A tensão equivalente de Thévenin (Vth) é a tensão nos extremos da associação paralela entre R2 e R3, portanto, presente entre os pontos a e b: Potência na carga: Potência na carga = E.I, onde E é a tensão na carga (12,857V) e I é a corrente na carga (1,428A) Transformação de Fontes Transformação de Fontes Determinar o circuito equivalente thèvenin para o circuito abaixo. onde pretende-se analisar o circuito Fontes em curto-circuito Passo a passo Portanto VR3 = 1,6 V – positivo em baixo NORTON -> usado para simplificar uma rede em termos de corrente; -> usado para reduzir uma rede a um circuito simples em paralelo; ( ver divisor de corrente ) -> O Circuito equivalente É FORMADO POR: 01 fonte de corrente total em paralelo ; 01 resistência equivalente total ; CIRCUITO A SER ANALISADO CIRCUITO SIMPLIFICADO PELO TEOREMA DE NORTON Observa-se que o procedimento para calcular a resistência equivalente de Norton é idêntico ao usado no método de Thévenin. 4. Elimina-se o curto da fonte, coloca-se a carga em curto e calcula-se agora a corrente entre os pontos a e b. Observa-se que os resistores R2 e R3 estão em curto devido ao curto colocado na carga. Assim, os pontos a e b deslocam-se para os extremos de R2 e a corrente equivalente de Norton é a corrente que circula no circuito devido a R1. EXEMPLO 1: Calcule o equivalente Norton no circuito abaixo: (este exercício foi resolvido no capitulo anterior pelo método de Thévenin) EXEMPLO 1: Calcule o equivalente Norton no circuito abaixo: (este exercício foi resolvido no capitulo anterior pelo método de Thévenin) 4. Eliminando-se o curto da fonte, e colocando os pontos a e b em curto, calcula-se a corrente equivalente de Norton: O circuito equivalente Norton ficará então composto por IN e RN conforme ilustra a figura abaixo AO SE COLOCAR O CC NA FONTE, ANULA-SE R2 O circuito equivalente Norton ficará então composto por IN e RN conforme ilustra a figura abaixo Neste caso, a partir deste circuito equivalente, podemos calcular rapidamente a corrente, potência ou tensão em qualquer resistor ligado entre os pontos a e b, SEMELHANTE AO método de Thévenin. Colocando uma carga de 3,6Ω entre a e b, teremos uma corrente na mesma, conforme cálculo abaixo: FÓRMULA DO DIVISOR DE CORRENTE EXEMPLO 2 Calcular a tensão, corrente e potência na carga utilizando o teorema de Norton: (este exercício foi resolvido pelo método de Thévenin) 4. A corrente equivalente de Norton (IN) é a corrente resultante do resistor R1, pois com a carga em curto, estando os resistores R2 e R3 em paralelo com a mesma, todos estarão em curto EXEMPLO 3 Calcular a tensão na carga, usando o teorema de Norton. EXEMPLO 3 Calcular a tensão na carga, usando o teorema de Norton. EXEMPLO 3 Calcular a tensão na carga, usando o teorema de Norton. OBRIGADO
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