O que pode ser realizado para evitar o efeito de carregamento em um sistema?

Passo 1

Beleza, então o enunciado pergunta: “O que pode ser feito para evitar o efeito de carregamento em um sistema?”
Conteúdo: teoria de circuitos – impedância de fonte e impedância de carga, que formam um divisor de tensão. Vamos precisar entender o que é essa tal impedância interna da fonte, impedância de carga e como isso vira um divisor de tensão.

Passo 2

Antes de tudo, o que é “efeito de carregamento”?
Imagine uma fonte com tensão VL ;=; VS;ZL,ZS + ZL, e impedância interna . Quando você conecta uma carga de impedância , elas viram um divisor de tensão:
Se for próxima ou menor que , cai bastante. É isso que chamamos de carregamento: a carga “puxa” a tensão pra baixo.

Passo 3

Pra reduzir esse efeito, precisamos que ZL ;gg; ZS fique quase igual a . Pela fórmula, isto acontece se
Ou seja: a impedância da carga deve ser muito maior que a impedância interna da fonte. Mas nem sempre dá pra simplesmente aumentar a carga ou diminuir a impedância interna “na unha”. Daí entram as técnicas práticas.

Passo 4

As soluções mais comuns são
  1. Colocar um buffer (amplificador de isolamento) entre fonte e carga.
    • Exemplo clássico: seguidor de tensão com op-amp. Ele tem entrada de impedância altíssima e saída de impedância quase zero.
  2. Usar um seguidor com transistor (emitter-follower)
    • Entrada com alta impedância, mesma ideia do op-amp mas com BJT.
  3. Acoplamento por transformador (em sinais AC)
    • Faz uma “casadinha” de impedâncias: transforma a impedância de carga em algo muito maior do ponto de vista da fonte.
Em todos os casos, a ideia é “isolar” a fonte da carga ou forçar
ZS;ll;ZL
para que o divisor de tensão não puxe pra baixo.

Passo 5

Tecnicamente, esses buffers mantêm a corrente demandada pela carga longe da fonte original. O buffer dá a corrente, mas a tensão que você vê na carga continua perto de . Assim o divisor mal afeta o resultado.

Resposta

Para evitar o efeito de carregamento, isole a fonte da carga usando um buffer de alta impedância de entrada e baixa impedância de saída (por exemplo, seguidor de tensão com op-amp ou emitter-follower) ou faça casamento de impedâncias (transformador), de modo que .

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