Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 29.1 - Ex. 82
Um oscilador de áudio (fonte ac) com resistência interna de e tensão de saída rms de circuito aberto de deve ser usado para alimentar uma bobina de alto-falante que tem resistência de . (a) Qual deve ser a razão entre o número de voltas do primário e do secundário de um transformador para que o máximo de potência média seja transferido ao alto-falante? (b) Considere que um segundo alto-falante idêntico seja conectado em paralelo com o primeiro. Qual o valor da potência média fornecida, então, para os dois alto-falantes combinados?
Passo 1
Olá pessoal, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Vamos entender melhor essa questão?
Certo! Observe que, em um circuito simples, a transferência máxima de energia da fonte para a carga requer que a resistência da carga seja igual à resistência interna da fonte. Podemos usar a lei de Ohm e a relação entre as correntes primária e secundária e as tensões primária e secundária e a relação de rotação do transformador para derivar uma expressão para a relação de rotação em função da resistência efetiva do circuito e da resistência do(s) alto-falante(s).
Passo 2
Pois vamos lá, por item! Expressando a resistência efetiva dos alto-falantes no primário do transformador:
Pela relação de espiras, temos
E para corrente:
Substituindo na equação da resistência efetiva, encontramos que
Isolando a relação de espiras, vamos obter que
Substituindo numericamente, temos
Passo 3
Expressando a potência entregue aos dois alto-falantes conectados em paralelo:
Encontrando a resistência equivalente dos dois alto-falantes em paralelo:
Lembre-se que
Substituindo numericamente encontraremos
Para encontrar a corrente fornecida pela fonte, temos
Substituindo numericamente os valores na equação da potência entregue aos alto-falantes paralelos, temos
Passo 4
Pronto! Finalizamos a questão 😊. Nos vemos na próxima questão. OK? Até mais.