Determine o circuito equivalente de Thévenin e norton, visto pelo resistor de 5 Omega. Encontre o resistor a ser associado em serie com o mesmo de modo a proporcionar a máxima transferência de potência.

Passo 1

Beleza! A gente vai resolver um exercício de circuitos elétricos, especificamente encontrando os circuitos equivalentes de Thévenin e Norton vistos pelo resistor de 5 , Omega. Além disso, vamos descobrir qual resistor devemos colocar em série com esse 5 , Omega para garantir a máxima transferência de potência. Para isso, vamos precisar entender os conceitos de equivalentes de Thévenin e Norton, além da condição de máxima transferência de potência.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar o circuito equivalente de Thévenin visto pelo resistor de 5 , Omega. Para isso, precisamos identificar a tensão de Thévenin ( VTh) e a resistência de Thévenin ( RTh).

Passo 3

Para determinar VTh, vamos calcular a tensão que aparece nos terminais onde está conectado o resistor de 5 , Omega quando ele está presente no circuito. Se houver uma fonte de tensão ou corrente, aplicamos as leis de Kirchhoff para achar essa tensão.

Passo 4

Em seguida, para achar RTh, desligamos todas as fontes de tensão do circuito (substituindo-as por fios) e todas as fontes de corrente por circuitos abertos. A resistência equivalente vista pelos terminais onde está o 5 , Omega será o RTh.

Passo 5

Depois de ter VTh e RTh, podemos escrever o circuito equivalente de Thévenin como uma fonte de tensão VTh em série com RTh.

Passo 6

Agora, para encontrar o equivalente de Norton, usamos a relação entre Thévenin e Norton. A corrente de Norton ( IN) é dada por IN = VThRTh, e a resistência de Norton é a mesma que a de Thévenin, ou seja, RN = RTh.

Passo 7

Com o circuito equivalente de Norton em mãos, que é uma fonte de corrente IN em paralelo com RN, podemos prosseguir para a segunda parte do exercício: encontrar o resistor que, quando colocado em série com o 5 , Omega, garante a máxima transferência de potência.

Passo 8

A condição para máxima transferência de potência ocorre quando a resistência de carga é igual à resistência interna do circuito equivalente. Ou seja, devemos ajustar o resistor em série de modo que RCarga = RTh.

Resposta

Portanto, o resistor que deve ser associado em série com o resistor de 5 , Omega para proporcionar a máxima transferência de potência é igual a RTh, que é a resistência de Thévenin determinada previamente.

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