Enunciado

34. Elabore um problema para ajudar outros estudantes a entender melhor como determinar a impedância de entrada de circuitos com transformadores usando a figura 13.103

Passo 1

Olha só! Como é um problema cuja elaboração é de nossa responsabilidade, bora redesenhar esse circuito, atribuindo valores numéricos a cada um de seus componentes.

E é claro, além de dar valores aos componentes, bora aproveitar a “deixa” e dar nomes aos bois também! Isto é, nomear as correntes de malha desse circuito, que chamaremos de i 1 e i 2 , respectivamente.

Aqui está nossa bela imagem:

Substituimos a impedância Z por uma fonte de tensão de 1   V . Depois que terminarmos a análise de malhas; para obter Z , basta dividir a fonte de tensão pela corrente circulando na fonte, no caso i 1 .

Passo 2

Bora então, partir pra análise de malhas.

Primeiro, bora aplicar a L K V para a malha 1 :

- 1 + 1 i 1 + j 12 i 1 - j 2 i 1 - i 2 - j 6 i 2 = 0

1 + j 10 i 1 - j 4 i 2 = 1   ( i )

E depois, bora aplicar a L K V para a malha 2 :

8 i 2 + j 4 i 2 - j 2 i 2 - i 1 + j 10 i 2 - j 6 i 1 = 0

8 + j 12 i 2 - j 4 i 1 = 0

8 + j 12 i 2 = j 4 i 2

j 4 i 1 = 8 + j 12 i 2

j i 1 = 2 + j 3 i 2

i 1 = 2 + j 3 i 2 j

i 1 = - j 2 + 3 i 2   ( i i )

Passo 3

Substituindo ( i i ) em ( i ) , temos que:

1 + j 10 i 1 - j 4 i 2 = 1

1 + j 10 - j 2 + 3 i 2 - j 4 i 2 = 1

- j 2 + 3 + 20 + j 30 - j 4 i 2 = 1

23 + j 24 i 2 = 1

i 2 = 1 23 + j 24

i 2 = 1 33,242 ∠ 46,218 °

i 2 = 0,03 ∠ - 46,218 °   A

i 2 = 0,019 - j 0,0216   A

E a outra corrente de malha, i 1 , é dada por:

i 1 = - j 2 + 3 i 2  

i 1 = 13 ∠ - 33,690 ° ⋅ 0,03 ∠ - 46,218 °  

i 1 = 13 ∠ - 33,690 ° ⋅ 0,03 ∠ - 46,218 °  

i 1 = 0,108 ∠ - 79,908 °   A

i 1 = 0,019 - j 0,1068   A

Passo 4

Já a impedância Z , é dada pelo inverso da corrente i 1 . Presta antenção, que só é o inverso porque a fonte de tensão é de 1 ∠ 0 °   V . Na prática, o que estamos fazendo é dividir a fonte de tensão pela corrente que nela está circulando.

Z = 1 ∠ 0 ° i 1

Z = 1 i 1

Z = 1 0,108 ∠ - 79,908 °  

Z = 9,259 ∠ 79,908 °   Ω

Z = 1,6154 + j 9,077   Ω

Eureca! Resposta encontrada

Resposta

Z = 1,6154 + j 9,077   Ω

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