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Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Esse teorema é usado para reduzir uma rede a um circuito simples em paralelo com uma fonte de corrente. Esse circuito simplificado será composto por uma fonte de corrente, citada anteriormente, com valor de corrente com um o Resistor de Norton , em paralelo à fonte. Acoplado a este circuito equivalente, nos pontos “a” e “b”, ter- se-á a rede externa que poderá ser composta por um ou mais componentes. Abaixo, apresenta-se o circuito equivalente com a rede externa. Teorema de Norton NI a b Onde, na rede externa, deve-se ter o componente sobre o qual deseja-se conhecer as informações (tensão, corrente ou potência). NR NI NR Externa Rede Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Lista 1 Seção 1.2 Produzido por: Rayel Carvalho e Thiago Leite Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Para se trabalhar com o método de Norton, devemos “destacar” o resistor que desejamos estudar, transformá-lo em um curto, e obter algumas informações para posteriormente, em um circuito equivalente, encontrar a corrente ou a tensão desejada. Então, destacamos o resistor de 1Ω e procederemos na obtenção de : A) 0i a b a b NI Devemos encontrar uma corrente que vai de “a” para “b”, chamada : NI Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Então, observando o circuito, temos uma fonte de corrente, e é uma corrente em um ramo que está em paralelo com outro, logo, a encontramos através do divisor de corrente: a b NI NI AII NN 5 3 23 31 A próxima informação a ser encontrada é a resistência de Norton, , onde colocamos as fontes em repouso, e imaginamos que uma corrente sai do ponto “a” e vai para o ponto “b” passando pelos resistores: a b *a fonte de corrente em repouso se torna uma abertura no circuito, impedindo a passagem de corrente... ...logo, esse resistor é descartado! 532 NN RR A resistência procurada ,então, será o equivalente em série dos resistores de 2Ω e 3Ω: NR Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Já temos todos os dados necessários para montar o circuito equivalente: 15 5 5 3 0 i a b A 5 3 5 1 0i Ai 2 1 0 Os resistores estão em paralelo, para sabermos a corrente em algum deles, aplicamos o divisor de corrente. Então, a corrente que passa pelo resistor de 1Ω é: *corrente calculada. NI *resistência encontrada. NR *resistor destacado anteriormente (rede externa) Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b Para encontrar procederemos da mesma forma: 0e a b NI *o curto criado pelo resistor retirado, impede a passagem de corrente para os resistores riscados. Sendo eles descartados. AIN 1 A corrente será a própria corrente gerada pela fonte: NI Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b Encontrando agora : NR 312 NN RR *em série! *fonte de corrente em repouso! a b A1 3 3 0e Agora montaremos o circuito equivalente: Para encontrar a tensão no resistor de 3Ω, precisamos antes conhecer a corrente que passa pelo seu ramo, chamando essa corrente de , a calculamos pelo divisor de corrente: AII 2 1 33 31 I I Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Conhecendo essa corrente, encontramos a tensão no resistor de 3Ω, através da lei de Ohm: 2 1 30 e Ve 2 3 0 *a queda de tensão e a corrente estão na mesma direção, logo o resultado será com sinal negativo! Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 B) Aplicando o método de Norton, encontrando primeiramente : 0i a b a b NI a A corrente é a que passa no pelo ramo onde se situa o resistor de 2kΩ: NI mAI kk km I NN 3 1 12 11 *é negativa pois tem sentido contrário ao da fonte! Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Prosseguindo para obtermos : NR kRkkR NN 312 Agora montaremos o circuito equivalente: Para encontrar a corrente desejada, basta aplicarmos o divisor de corrente: kk km i 13 3 3 1 0 0i mAi 4 1 0 mA 3 1 k3 k1 0i a b a b Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b a b NI a Agora encontraremos : 0e mAIN 1 O curto gerado pela retirada do resistor recebe toda a corrente gerada na fonte, então: Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando : NR kRkkR NN 312 Montando o circuito equivalente: Para aplicarmos a lei de Ohm e conhecer a tensão no resistor de 1kΩ, precisamos conhecer a corrente que passa por ele, chamando essa corrente de : I I mA1 k3 k10e a b a a b mAI kk km I 4 3 13 31 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 4 3 10 ke Ve 4 3 0 Aplicamos a lei de Ohm para encontrar a tensão desejada: 0e *está na mesma direção da corrente! Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 C) Primeiro encontraremos a corrente : 0i A fonte de corrente está posta em paralelo com os ramos do circuito, então a corrente que procuramos é uma parte dessa corrente total. Então precisamos conhecer os equivalentes dos resistores de 2Ω e 1Ω em série e aplicar o divisor de corrente: NI a a b NI a b Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b NI a 3 O circuito fica assim: AII NN 2 1 33 31 Agora podemos aplicar o divisor de corrente: a b a Encontrando a resistência : NR Observe que nessa configuração, todos os resistores se encontram em série, então: 6123 NN RR Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Com os dados encontrados, montaremos o circuito equivalente: 16 6 2 1 0 i a b A 2 1 6 1 0i Ai 7 3 0 Para conhecer a corrente no resistor de 1Ω precisamos aplicar o divisor de corrente: Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b NI a b Vamos encontrar agora : 0e Vamos fazer da mesma forma, precisamos fazer um divisor de corrente entre os ramos para conhecer a corrente . Então, com os resistores de 3Ω e 1Ω, em série, somados, fazemos: 4 NI AII NN 5 4 14 41 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b Encontrando agora : NR Todos os resistores se encontram em série, logo: 5311 NN RR Agora montaremos o circuito equivalente: Para encontrar a tensão desejada, precisamos conhecer a corrente que passa por esse ramo, então vamos aplicar o divisor de corrente já multiplicando pela resistência, para aplicarmos a lei de Ohm: 25 5 5 4 20e a b A 5 4 5 25 0e Ve 7 8 0 *divisor de corrente!! *resistor. I Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando primeiramente : D) 0i a b a b NI a A corrente que procuramos é o próprio valor de corrente que sai da fonte, porém com sinal negativo por estar em sentidocontrário: AIN 2 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b a Agora encontraremos : NR A resistência procurada será a soma dos resistores de 1Ω e 2Ω, em série: *em série. 321 NN RR Montando o circuito equivalente: Aplicando o divisor de corrente: 13 32 0i a b A2 3 2 0i Ai 2 3 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b NI a b Encontrando, agora, a tensão : 0e Encontramos a corrente pelo divisor de corrente: NI AII NN 3 2 12 12 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b Encontraremos agora a resistência : NR *em série. 312 NN RR Montando o circuito equivalente: Aplicando o divisor de corrente, juntamente com a lei de Ohm: 13 3 2 3 10e a b A 3 2 3 1 0e Ve 2 1 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 E) Encontrando : 0i a b a b NI a É necessário aplicar o divisor de corrente: 3 AII NN 2 1 33 31 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b a Encontrando : NR 6 10 As duas resistências equivalentes mostradas estão em paralelo, então: 4 15 106 106 NN RR Montando o circuito equivalente: Através do divisor de corrente: 5 4 15 4 15 2 1 0 i a b A 2 1 4 15 5 0i Ai 14 3 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando agora : 0e a b NI a b 3 10 3 O circuito fica com a seguinte configuração: NI a b 3 3 10 Agora, pelo divisor de corrente, encontramos: AII NN 19 9 3 10 3 31 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando : NR a b 3 10 Após fazermos a resistência equivalente dos resistores em paralelo, ele fica em série com o de 1Ω e o de 2Ω, então: 3 19 3 10 12 NN RR Montando o circuito equivalente: Fazendo o divisor de corrente para conhecer a corrente no resistor de 3Ω, juntamente com a lei de Ohm: 3 3 19 3 19 19 9 30e a b A 19 9 3 19 3 0e Ve 28 27 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 F) Começando por : 0i a b a b NI a I Para conhecermos a corrente , precisaremos antes conhecer a corrente que chamaremos de , pois ela se dividirá em duas partes, uma delas é a corrente que desejamos. I NI Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Para isso reduziremos o circuito a um equivalente: a b NI a I 5 6 4 5 6 I 4 5 26 AII 23 20 5 26 4 42 Agora podemos calcular através do divisor de corrente: I a b NI a I Voltando ao circuito completo: AII NN 23 12 23 23 20 3 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b a Encontrando o valor de : NR 11 24 Teremos então uma configuração em série. Calculando o equivalente encontramos: 11 46 11 24 11 NN RR Montando o circuito equivalente: Aplicando o divisor de corrente: 3 11 46 11 46 23 12 0 i a b A 23 12 11 46 3 0i Ai 79 24 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontraremos agora : 0e a b a b NI a 4 4 AII NN 1 44 42 Agora, encontrando : a b a NR 5 8 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b a 5 8 Reduzindo o circuito ficamos com: 13 40 85 85 NN RR Montando o circuito equivalente: Aplicando o divisor de corrente e a lei de Ohm: 3 13 40 13 40 1 30e a b A1 13 40 3 0e Ve 79 120 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 G) Encontrando a corrente : 0i b a NI b a A corrente é a própria corrente da fonte: mAIN 5 NI Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 b a Encontrando a resistência : NR 4 3 4 7 4 3 1 NN RR O circuito equivalente: Utilizando o divisor de corrente: 2 4 7 4 7 5 0 m i a b mA5 4 7 2 0i mAi 3 7 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando o valor de : 0e a b a b NI a Faremos algumas resistências equivalentes para encontrarmos : NI 3 2 3 2 I 3 5 Calculando a corrente , pelo divisor de corrente: I mAI m I 11 30 3 5 2 25 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Já podemos calcular : NI a b NI a I mAI m I NN 11 10 21 11 30 1 a b a Encontrando : NR 4 3 4 11 4 3 2 NN RR Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Montando o circuito equivalente 1 4 11 4 11 11 10 10 m e a b mA 11 10 4 11 10 e mVe 3 2 0 Aplicando o divisor de corrente, e a lei de Ohm: Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 H) A corrente é a própria corrente que sai da fonte, porém com sinal oposto por estar em sentido contrário: 0i a b a b NI a AIN 1 NI Encontrando a corrente : Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b a Encontrando : NI 1NI O circuito equivalente: Utilizando o divisor de corrente: 11 11 0 i a b A1 1 1 0i Ai 2 1 0 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando agora . Mas dessa vez vamos começar encontrando a resistência : 0e a b a b O circuito fica fragmentado, sem haver possibilidade de passar a corrente que se imagina de “a” para “b”, logo: 0NR NR SEM SOLUÇÃO pelo método de Norton. O que implica: Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 I) Encontrando a corrente : 0i a b a b NI a A fonte está posta em paralelo com os ramos à sua esquerda e à sua direita, então precisamos encontrar a corrente que vai para o ramo da esquerda. Chamaremos essa corrente de , conforme mostrado acima. I I Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Para calcular tal corrente é necessário encontrar o equivalente de alguns resistores em paralelo: a b NI a I *em paralelo!! O equivalente dos três resistores em paralelo mostrados acima é . O circuito fica assim: 41 30 41 30 41 112 I Com o divisor de corrente: AII 235 246 3 41 112 32 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b NI a I Queremos conhecer a corrente que passa no ramo onde está o resistor de 1Ω. Então precisamosusar a resistência equivalente dos resistores de 5Ω e 6Ω, pois o divisor de corrente é aplicado sempre entre dois resistores em paralelo, então: 11 30 AII NN 47 36 1 11 30 11 30 235 246 a b a Encontrando a resistência de Norton. Observe que os resistores de 2Ω e 3Ω se encontram em série: 17 30 17 47 17 30 1 NN RR Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Montando o circuito equivalente 4 17 47 17 47 47 36 0 i a b A 47 36 17 47 40 i Ai 115 36 0 Aplicando o divisor de corrente: Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando a tensão : 0e a b NI a b 17 30 O circuito fica, então, com a seguinte configuração: 17 30 NI a b *em paralelo!! Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 AII NN 27 34 17 30 3 32 Fazendo o divisor de corrente: a b 17 30 Encontrando a resistência : NR *em série!! 17 81 3 17 30 NN RR Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Com os valores encontrados, montaremos o circuito equivalente: 2 17 81 17 81 27 34 20e a b A 27 34 17 81 20 e Ve 115 204 0 Aplicando o divisor de corrente juntamente com a lei de Ohm: Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 J) Calculando, de inicio, a corrente : 0i a b a b NI a mAI m I NN 5 12 32 62 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando a resistência : NR a b a 5NR *em série. Montando o circuito equivalente: Através do divisor de corrente: 15 5 5 12 0 i a b mA 5 12 5 1 0i mAi 20 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 Encontrando a tensão : 0e a b NI a b mAI m I NN 3 11 16 Eletricidade Aplicada Teorema de Norton Lista 1 a b Calculando a resistência : NR 211 NN RR Montando o circuito equivalente: Aplicando a lei de Ohm juntamente com o divisor de corrente: 42 23 40 m e a b mA3 2 4 0e mVe 40
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