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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ / CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROF. DR. JOSÉ ALMEIDA e PROF. DR. DALTON HONÓRIO EXPERIMENTO 06 - POTÊNCIA E MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA BANCADA: NOTA Nome Matrícula 1. OBJETIVOS — Mostrar que a potência elétrica em um resistor é função da tensão e da corrente nele existente, bem como observar sua variação em um resistor. — Verificar experimentalmente sob que condições um gerador transfere a máxima potência para uma carga. 2. INTRODUÇÃO Às vezes, na engenharia, somos solicitados a projetar um circuito que transfira a potência máxima para uma carga de uma determinada fonte. De acordo com o teorema da transferência de potência máxima, uma carga receberá energia máxima de uma fonte quando sua resistência (Ri) é igual à resistência interna (Ri) da fonte. Se o circuito da fonte já estiver na forma de um circuito equivalente de Thevenin ou Norton (uma fonte de tensão ou corrente com resistência interna), a solução será simples. Se o circuito não estiver na forma de um circuito equivalente a Thevenin ou Norton, primeiro devemos usar os teoremas para obter o circuito equivalente. https://www.tina.com/pt/maximum-power-transfer-theorem/ 3. — PRÉ-LABORATÓRIO * Elabore, em um simulador computacional, um divisor de tensão com dois resistores; um de 20 kQ e outro que varie de 4 kQ até 40 kQ. Conecte este arranjo a uma fonte de tensão de 10 V, em seguida varie o resistor de 4 kQ até 40 kQ anotando os valores da potência dissipada sobre ele a cada incremento de 2 k. Plote o gráfico da potência P no resistor variável R (P x R) e comente os resultados. * | Calcule todos os valores que você medirá no laboratório, preenchendo as tabelas para registrá-los. 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 4.1. A primeira parte do experimento tem por finalidade constatar a relação entre a potência dissipada (P) por elementos resistivos (R), a corrente que o atravessa (i) e a tensão entre os seus terminais (V), a qual é dada por: P=V-i. Voitimetro E R 4.2. Inicialmente, é elaborado o circuito mostrado na figura 6.1. Varie a tensão no resistor R de acordo com as tabelas 6.1 e 6.2 e anote as respectivas correntes e temperaturas. =D Figura 6.1: Circuito proposto Resistor 2200 1w Tensão 6vV 12V Valor Calculado Valor Medido Valor Calculado |Valor Medido I(mA) P(W) Temp (ºC) Tabela 6.1: Potência no resistor de X W 18 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ / CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROF. DR. JOSÉ ALMEIDA e PROF. DR. DALTON HONÓRIO Resistor 22003W Tensão sv 12V Valor Calculado Valor Medido Valor Calculado | Valor Medido I(mA) P(W) Temp (ºC) Tabela 6.2: Potência no resistor de 3 W Compare a temperatura do resistor de 2200 1yw eo resistor 2200 3W quando estiverem ligados em 12V. Qual resistor apresentou a maior temperatura média e porquê? 4.3 Inicialmente, monte o circuito da figura 6.2. Em seguida, meça a tensão de carga, VL. Por fim, calcule a potência transferida ao resistor de carga P(Ri). Anote os dados na tabela 6.3. Figura 6.2: Circuito proposto Tensão na Carga (VR) Potência na Carga (PR) VRi (calculado) VR, (medido) PRi (calculado) PRi (medido) OBS: use o valor VR, medido para estimar a potência medida. Tabela 6.3: Tensão e Potência na carga para o circuito proposto 4.4. Determine agora o equivalente de Thévenin para o circuito que foi proposto na figura 6.2. Em seguida, substitua a resistência R, pelo equivalente de Thévenin (Rn) calculado e meça novamente a tensão e potência transferida à nova carga Ri. Anote os dados na tabela 6.4. Ri= Rin Tensão na Carga (VRi) Potência na Carga (PR) VR (calculado) VRi (medido) | PR, (calculado) | PR, (medido) Figura 6.3: Equivalente de Thévenin OBS: use o valor VR, medido para estimar a potência medida. Tabela 6.4: Tensão e Potência na carga para o circuito equivalente de Thévenin No que diz respeito à transferência de potência, qual das duas configurações entrega a maior potência à carga? Por que isso acontece? 19 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ / CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PROF. DR. JOSÉ ALMEIDA e PROF. DR. DALTON HONÓRIO 5. QUESTIONÁRIO 5.1) Qual a máxima tensão que pode ser aplicada a um resistor de 4700/1W? Qual a potência (mínima) você especificaria para um resistor de 1200 a ser utilizado numa tensão de 50V? 5.2) Considere uma fonte de 12V de resistência interna 750. a) Que valor de R, deve ser ligado para que haja máxima transferência de potência? b) Que corrente fluirá nessa condição (item a)? c) Considerando o R, encontrado no item “a”, calcule a potência dissipada por ft, R,e2.Rj? 21 
