Sendo uma fonte CC, entrada 127 Vca e saída máxima (ajustável) 50 \mathrm{~V} / 10 A e rendimento de 85 \%, pede-se:
a) Potência de saída máxima;
b) Potência máxima consumida da rede;
c) Potência dissipada (perdida);
d) Corrente fornecida à uma carga de 300 \mathrm{~W} / 24 \mathrm{~V}.

Passo 1

O enunciado pede quatro coisas:
  • (a) a potência de saída máxima;
  • (b) a potência máxima consumida da rede (entrada);
  • (c) a potência dissipada (perda) pelo sistema;
  • (d) a corrente fornecida a uma carga de 300\\ \mathrm{W} alimentada a 24\\ \mathrm{V}.
Dados fornecidos (peguei estes valores do enunciado):
  • tensão de entrada: 127\\ \mathrm{V_{ca}};
  • saída máxima ajustável: 50\\ \mathrm{V} com corrente máxima 10\\ \mathrm{A} (ou seja, 50\\ \mathrm{V}/10\\ \mathrm{A});
  • rendimento (eficiência): \eta=85\%.
Além disso, foi fornecida uma figura (um diagrama de blocos) mostrando um retificador entre a rede e a carga — a figura ilustra a topologia, mas os valores numéricos acima vieram do enunciado.

Passo 2

Calcular a potência de saída máxima.
Conceito e fórmula usada: a potência elétrica em corrente contínua (ou numa saída DC ideal) é dada por produto da tensão pela corrente. Sejam:
  • P_{\text{out}} = potência de saída (em watts);
  • V_{\text{out}} = tensão de saída (em volts);
  • I_{\text{out}} = corrente de saída (em amperes).
A relação é
P_{\text{out}} = V_{\text{out}}\cdot I_{\text{out}}.
Substituindo os valores máximos fornecidos ( V_{\text{out}}=50\\ \mathrm{V} e I_{\text{out}}=10\\ \mathrm{A}):
P_{\text{out,max}} = 50\\ \mathrm{V}\times 10\\ \mathrm{A} = 500\\ \mathrm{W}.
Explicação simples: volt × ampere = watt, portanto a fonte pode fornecer até 500\\ \mathrm{W} na saída.

Passo 3

Calcular a potência máxima consumida da rede (potência de entrada).
Conceito de rendimento (eficiência): o rendimento \eta relaciona a potência de saída com a potência de entrada pela definição
\eta = \frac{P_{\text{out}}}{P_{\text{in}}},
onde:
  • P_{\text{in}} = potência fornecida pela rede (entrada),
  • P_{\text{out}} = potência entregue à carga.
Isolando P_{\text{in}}:
P_{\text{in}} = \frac{P_{\text{out}}}{\eta}.
Aqui \eta=85\%=0,85 em forma decimal. Usando P_{\text{out,max}}=500\\ \mathrm{W}:
P_{\text{in,max}} = \frac{500\\ \mathrm{W}}{0,85}.
Cálculo detalhado (sem pular etapas): transformar a divisão em fração
\frac{500}{0,85}=\frac{50000}{85}.
Dividindo 50000 por 85 obtém-se 588,235\ldots. Arredondando razoavelmente:
P_{\text{in,max}}\approx 588,24\\ \mathrm{W}.

Passo 4

Calcular a potência dissipada (perda).
Conceito: a potência dissipada dentro do conversor (perdas por aquecimento, perdas em componentes, etc.) é a diferença entre o que entra e o que sai:
P_{\text{diss}} = P_{\text{in}} - P_{\text{out}}.
Usando os valores calculados:
P_{\text{diss}} = 588,235\ldots\\ \mathrm{W} - 500\\ \mathrm{W} = 88,235\ldots\\ \mathrm{W}.
Arredondando:
P_{\text{diss}}\approx 88,24\\ \mathrm{W}.
Interpretação curta: dessas \approx 588,24\\ \mathrm{W} fornecidas pela rede, cerca de 500\\ \mathrm{W} vão para a carga e \approx 88,24\\ \mathrm{W} são perdidos no conversor.

Passo 5

Calcular a corrente fornecida a uma carga de 300\\ \mathrm{W} a 24\\ \mathrm{V}.
Fórmula básica (lei da potência para DC):
P = V\cdot I,
onde I é a corrente demandada pela carga. Assim,
I = \frac{P}{V}.
Substituindo P=300\\ \mathrm{W} e V=24\\ \mathrm{V}:
I = \frac{300\\ \mathrm{W}}{24\\ \mathrm{V}} = 12{,}5\\ \mathrm{A}.
Observação importante (prática de prova e engenharia): essa corrente ( 12{,}5\\ \mathrm{A}) é maior que a corrente máxima nominal da fonte ( 10\\ \mathrm{A}). Isso significa que, se a fonte realmente limita a saída a 10\\ \mathrm{A}, ela não conseguirá suprir plenamente a carga de 300\\ \mathrm{W} a 24\\ \mathrm{V}; ou seja, a carga exigiria mais corrente do que a fonte pode entregar, levando a limitação da tensão, desligamento por proteção ou aquecimento.

Resposta

a) 500\\ \mathrm{W}
b) 588,24\\ \mathrm{W} (aprox.)
c) 88,24\\ \mathrm{W} (aprox.)
d) 12{,}5\\ \mathrm{A}

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