Enunciado

44. Para o circuito da figura 4.111 , obtenha o equivalente de T h é v e n i n , conforme visto dos terminais:

(a) a - b

(b) b - c

Passo 1

a) Bom! A primeira coisa que temos que fazer, e encontrar a resistência equivalente nos terminais do resistor a - b . Por isso, vamos ter que redesenhar esse circuito, excluindo as fontes de tensão e de corrente que nele estão presentes.

E aqui está nossa figura:

As resistências 3   Ω , 2   Ω e 5   Ω estão em série. E o resultado dessa associação em série, está em paralelo com a resistência de 4   Ω . Baseado nessa figura e na nossa dedução, podemos ver que a resistência de T h é v e n i n , R T h , é dada por:

R T h = 1 + 4 | | ( 3 + 2 + 5 )   Ω

R T h = 1 + 4 ⋅ ( 3 + 2 + 5 ) 4 + 3 + 2 + 5   Ω

R T h = 3,857   Ω

Passo 2

Em seguida, o próximo passo é obter a tensão de T h é v e n i n , V T h .

Por isso, vamos dar uma redesenhada nesse circuito, a fim de vermos o que podemos fazer.

Nenhum corrente vai estar circulando no resistor de 1   Ω . Sendo assim, vamos usar a análise da malha, para determinar a corrente que está circulando nela. Bora lá!

- 24 + 10 + 2 i + 5 i + 4 i + 3 i = 0

14 i = 14

i = 1   A

E o valor da tensão entre a e b , que é a nossa tensão de T h é v e n i n , vai ser igual a:

V T h = 4 i

V T h = 4 ⋅ ( 1   A )

V T h = 4   V

Passo 3

b) Para essa letra, vamos tomar o mesmo procedimento do realizado na letra (a). Primeiro, temos que encontrar a resistência de T h é v e n i n , R T h , retirando do circuito quaisquer fontes de tensão e corrente:

Desse jeito...

As resistências 2   Ω , 3   Ω e 4   Ω estão em série. E o resultado dessa associação em série, está em paralelo com a resistência de 5   Ω . Não iremos considerar a resistência de 1   Ω em nossa análise, porque ela faz contato direto com o terminal a .

Baseado na figura acima e na nossa dedução, podemos ver que a resistência de T h é v e n i n , R T h , é dada por:

R T h = 5 | | ( 3 + 2 + 4 )   Ω

R T h = 5 ⋅ ( 3 + 2 + 4 ) 5 + 3 + 2 + 4   Ω

R T h = 3,214   Ω

Passo 4

Para obter a tensão de T h é v e n i n , V T h , bora utilizar a análise nodal. E pra isso, façamos o esboço desse circuito, indicando os nós e as fontes de corente, que nele estão presentes:

Podemos ver, utilizando a lei das correntes de K i r c h h o f f ( L K C ) para o nó b , que:

i 1 + i 0 + 2 = 0

O nó c é o nosso Terra, com tensão igual a 0   V . Sendo assim, as correntes são dadas em função das tensões nodais, por:

i 1 = 24 - V 0 9

i 0 = - V 0 5

E substituindo essas relações, na fórmula da ( L K C ), obtemos que:

24 - V 0 9 - V 0 5 + 2 = 0

120 - 5 V 0 - 9 V 0 + 90 = 0

14 V 0 = 210

V 0 = 210 14   V

V 0 = 15   V

A tensão de T h é v e n i n , é dada pela diferença entre as tensões em b e c . Só que isso aí, é o nosso V 0 , né não!?

Conseguimos, desse modo, que:

V T h = 15   V

Resposta

a)

R T h = 3,857   Ω

V T h = 4   V

b)

R T h = 3,214   Ω

V T h = 15   V

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