Experiência 05

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Laboratório de Eletricidade - Professores André Lazzaretti / Fabiana Pöttker / Simone Crocetti / Carmen Rasera 
Fonte: Laboratório de Eletricidade e Eletrônica – Francisco Gabriel Capuano e Maria Aparecida Mendes Marino 24a Edição 
Experiência 05 – Máxima Transferência de Potência e Leis de Kirchhoff 
Aluno: ________________________________ Data: ____/ _____/________ 
1. Objetivos de Aprendizagem deste Experimento 
A experiência 5 trata dos capítulos 12 e 13 do livro texto. Os objetivos deste experimento são: 
 Verificar, experimentalmente, o teorema da máxima transferência de potência. 
 Levantar, experimentalmente, a curva da potência em função da corrente. 
 Verificar, experimentalmente, as Leis de Kirchhoff. 
2. Componentes Utilizados na Experiência 5 
Neste experimento serão utilizados os seguintes resistores de 1/4W: 100Ω, 270Ω, 470Ω, 680Ω, 
1kΩ e 2,2kΩ. Além destes resistores serão utilizadas 3 pilhas de 1,5V, com suporte. 
Também será utilizada uma fonte de tensão variável 0V-12V, um protoboard e multímetro digital. 
 
Antes da aula de Antes da aula de Antes da aula de Antes da aula de laboratório cada aluno deve fazer os cálculos e preencher as laboratório cada aluno deve fazer os cálculos e preencher as laboratório cada aluno deve fazer os cálculos e preencher as laboratório cada aluno deve fazer os cálculos e preencher as 
tabelastabelastabelastabelas com os valores teóricos, quando for o casocom os valores teóricos, quando for o casocom os valores teóricos, quando for o casocom os valores teóricos, quando for o caso, , , , além de montar os além de montar os além de montar os além de montar os 
componentes no protoboard componentes no protoboard componentes no protoboard componentes no protoboard (deixar “jumpers” para as medidas(deixar “jumpers” para as medidas(deixar “jumpers” para as medidas(deixar “jumpers” para as medidas de corrente) de corrente) de corrente) de corrente) 
cada circuito que será testado!cada circuito que será testado!cada circuito que será testado!cada circuito que será testado! 
3. Experiência 
3.1 Máxima Transferência de Potência 
Um gerador real apresenta perdas internas, representada por uma resistência em série com o 
gerador real, como mostra a figura 1. Isto significa que a potência disponível para a carga (Pu) é a 
potência gerada pelo gerador ideal, menos a potência perdida na sua resistência interna. 
Assim, a potência útil na carga (PU=VL x I) é a potência gerada pelo gerador ideal (PG=E x I) 
menos a potência dissipada na resistência interna (Pp, = r x I
2) como mostra a equação (1): 
2IrIEPPIVP pGLu ×−×=−=×= (1) 
Assim, a potência na carga representa uma função de 2º grau, em que “E” e “r” são parâmetros 
constantes. Na figura 2 pode-se observar o comportamento quadrático da potência útil na carga em 
função da corrente. A potência útil na carga é zero quando a corrente é zero ou quando E=r x I, situação 
na qual a carga está em curto-circuito, portanto a corrente de curto-circuito é Icc=E/r. 
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Fonte: Laboratório de Eletricidade e Eletrônica – Francisco Gabriel Capuano e Maria Aparecida Mendes Marino 24a Edição 
+
-
I
VL
+
-
RL 
E
r
A
B
(gerador ideal)
(resistência interna)
(carga)
Gerador Real
+
-
Vr
 
Figura 1 
 
Figura 2 
Como a parábola é uma figura simétrica, observa-se que a potência útil na carga será máxima 
quando a corrente for igual a Io, que é igual a Icc/2. Assim, substituindo na equação (1) I por Io, obtém-se 
a máxima potência útil na carga, como mostra a equação (2). 
r
E
r
E
r
r
E
EP máxu ×
=





×
×−





×
×==
422
22
_ (2) 
A tensão disponível para a carga no ponto de máxima potência é dada pela equação (3): 
22
E
r
E
rEIrEV oL =





×
×−=×−== (3) 
Montar o circuito da Fig. 3, ajustando a fonte E em 10V. Para cada valor de resistência de carga 
(RL) anotar na tabela 1 os valores da tensão na carga (VL) e corrente (I) calculados e medidos. Com os 
valores medidos calcular a potência útil na carga (PU=VL x I) e construir o gráfico Pu=f(I). Para qual valor 
de RL se obtém a máxima potência? Justifique. 
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10V
470Ω 
+
-
I
VL
+
-
RL 
E
r
A
B
Gerador Real
 
Figura 3 
Tabela 1: 
RL [Ω] ∞ 2,2k 680 470 270 100 0 
VL_calculado [V] 
VL_medido [V] 
Icalculado [mA] 
Imedido [mA] 
Pu [mW] 
(valores medidos) 
 
3.2 Leis de Kirchhoff 
Para o circuito da Figura 4 calcular as duas correntes de malha (IA e IB), as correntes nos ramos 
(I1, I2 e I3) e as tensões nos resistores (VR1, VR2 e VR3) e anotar na tabela 2. Montar o circuito (utilizar as 
pilhas para as fontes E2 e E3), fazer a medida das grandezas calculadas e anotar na tabela 2. A partir do 
nó 1 comprovar a 1ª Lei de Kirchhoff. A partir de uma das malhas do circuito comprovar a 2ª Lei de 
Kirchhoff. 
 
Figura 4 
4 
 
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Fonte: Laboratório de Eletricidade e Eletrônica – Francisco Gabriel Capuano e Maria Aparecida Mendes Marino 24a Edição 
Tabela 2: 
 Calculado Medido 
IA [mA] 
IB [mA] 
VR1 [V] 
VR2 [V] 
VR3 [V] 
I1 [mA] 
I2 [mA] 
I3 [mA] 
Comprovação da 1ª Lei de Kirchoff: 
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Comprovação da 2ª Lei de Kirchoff: 
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