Cinco geradores iguais, cada um com tensão de 10 V e resistência interna de
, são ligados em série. A associação é ligada a um resistor de
e a um potenciômetro (resistor variável) de 0 a
, determinar:
Máxima potência dissipada no potenciômetro
Máxima potência dissipada no potenciômetro
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que a gente tem cinco geradores iguais de 10 V cada, com resistência interna de 2 Ω cada, todos ligados em série. Depois dessa “pilha” a gente coloca um resistor fixo de 10 Ω e um potenciômetro (resistor variável) que vai de 0 a 100 Ω. O que pedem é descobrir a maior potência que dá para dissipar nesse potenciômetro.
Conteúdo da matéria: Teorema de Thévenin e Critério de máxima transferência de potência. A gente vai precisar achar a tensão e resistência equivalente vista pelo potenciômetro e depois aplicar a condição de máxima potência (isto é, quando a resistência do potenciômetro for igual à resistência de Thévenin do circuito que o alimenta).
Conteúdo da matéria: Teorema de Thévenin e Critério de máxima transferência de potência. A gente vai precisar achar a tensão e resistência equivalente vista pelo potenciômetro e depois aplicar a condição de máxima potência (isto é, quando a resistência do potenciômetro for igual à resistência de Thévenin do circuito que o alimenta).
Passo 2
Primeiro, vamos achar a fonte equivalente (thévenin) que “enxerga” o potenciômetro:
- Tensão de Thévenin
: os cinco geradores de 10 V em série equivalem a uma fonte de - Resistência de Thévenin
: somamos as resistências internas (5×2 Ω) e o resistor fixo de 10 Ω:
Passo 3
Agora, a teoria diz que a potência dissipada no potenciômetro (que chamamos de
) é máxima quando
Ou seja, para extrair o máximo de potência, ajustamos o potenciômetro para 20 Ω.
Passo 4
Basta calcular a potência máxima usando a fórmula do critério de máxima transferência:
Resposta
A potência máxima que o potenciômetro pode dissipar é 31,25 W.