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Laboratório 2: Teoremas de Thévenin1 e Norton2 1. Objetivo geral: Verificação experimental dos Teoremas de Thévenin e Norton. Objetivo específico: Determinar os equivalentes de Thévenin e Norton entre os pontos X e Y do circuito da Figura 1. 2. Determinação dos equivalentes de Thévenin e Norton 2.1. Levantamento da curva i x v do circuito original: comportamento do circuito para diversos valores de carga. Figura 1 Monte o circuito com a mesma topologia da Figura 1 no simulador QUCS. a) Ajustar a fonte CC para 10 V. b) Variar o resistor RL da carga e preencher a Tabela 1 com os valores lidos no amperímetro ajustando-se o valor de RL para obtenção no voltímetro dos valores de VL mais próximos possíveis aos indicados. Tabela 1 VL [V] IL [mA] Valor nominal Valor medido Valor medido 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 1 Léon Charles Thévenin (1857 – 1926), engenheiro telegrafista francês. 2 Edward Lawry Norton (1898-1983), engenheiro americano. X Y carga R1 R2 R3 R4 Rc1 Rc2 1 k Ω 1 k Ω A + V 1 kΩ 100 Ω 1 kΩ 10 V + + VL IL RL 3,4 3,5 c) Com os valores da Tabela 1 traçar a característica i x v da rede linear, à esquerda dos pontos XY na Figura 1. 2.2. Medida da tensão equivalente de Thévenin d) Retirar os resistores de carga (RL + resistor de 1 kΩ) e medir o valor da tensão equivalente de Thévenin (VTh) (ou tensão em aberto), conforme mostrado esquematicamente na Figura 2. 1 kΩ+ V 1 kΩ 100 Ω 1 kΩ 10 V + VTh Figura 2 2.3. Medida da corrente equivalente de Norton e) Medir a corrente equivalente de Norton IN (corrente de curto-circuito) conforme representado na Figura 3. 1 kΩ+ V 1 kΩ 100 Ω 1 kΩ 10 V + VTh Figura 3 2.4. Medida da resistência equivalente de Thévenin e Norton f) Montar o circuito mostrado esquematicamente na Figura 4. Não se esqueça de retirar a fonte CC de 10V (utilizada na Figura 3) e substituí-la por um curto-circuito conforme mostrado na Figura 4. OBS: A fonte CC de 6V deve ser mantida, pois ela é que fornece a tensão necessária para nossa análise nesse item. IN A 1 kΩ A + V 1 kΩ 100 Ω 1 kΩ 6 V + + V1 I1 Figura 4 g) Medir a tensão V1 e a corrente I1. Indique na Figura 4 quais os sentidos da corrente I1 e da tensão V1. h) Calcular a resistência equivalente de Thévenin: 1 1 I V R Th = . 2.5. Caracterização do gerador equivalente de Thévenin: levantamento da curva i x v i) Montar o circuito mostrado esquematicamente na Figura 5 e preencher a Tabela 2. Figura 5 Tabela 2 VL [V] IL [mA] Valor nominal Valor medido Valor medido 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 V L RL + VV Th + R Th A + IL 1 k Ω X Y + 3,4 3,5 j) Com os valores da Tabela 2 traçar a característica i x v da rede linear à esquerda dos pontos XY na Figura 5. k) Comparar os dois gráficos. Verifique o comportamento da rede original com seu equivalente de Thévenin. Comente. l) Calcule o equivalente de Thévenin teoricamente. Compare com o modelo encontrado via simulação. Comente. 3. Referências Bibliográficas • Notas de aula da disciplina SEL 403 – Eletricidade I, Departamento de Engenharia Elétrica, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. • Capuano, F. G. & Marino, M. A. M., “Laboratório de Eletricidade e Eletrônica”, Editora Érica, 24ª ed., 2007. • Irwin, J. D., “Análise de Circuitos em Engenharia”, Pearson/Makron Books, 4ª ed., 2000. • Notas de aula da disciplina “Circuitos Elétricos II”, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Mato Grosso. • Edminister, J. A., “Circuitos Elétricos”, McGraw-Hill, reedição da edição clássica, 1991.