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Teoremas de Thévenin e Norton: Prática de Laboratório em Circuitos Elétricos I - Prof. Alm, Provas de Circuitos Elétricos

Práticas, provas e listas De circuitos

Tipologia: Provas

2022

Compartilhado em 14/02/2023

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clara-cardoso-14 🇧🇷

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bg1
Universidade Federal do Piauí
Centro de Tecnologia
Curso de Engenharia Elétrica
Disciplina: Laboratório de Circuitos Elétricos I 2019.2
Prof. Aryfrance Rocha Almeida
PRÁTICA 5: TEOREMAS DE THÉVENIN E NORTON
Objetivos: Determinar experimentalmente os circuitos equivalentes de Thévenin e Norton de um circuito elétrico
simples e testar seu equivalente.
Fundamentação teórica
Teorema de Thévenin “Uma rede que contenha somente fontes de energia e elementos passivos pode se
substituída por uma única fonte de tensão (VTH) em série com uma resistência (RTH).”
Figura 1: Circuito equivalente de Thévenin.
A tensão VTH é também denominada de tensão de circuito aberto (Voc open-circuit), sendo definida como
a tensão nos terminais AB com resistência RL desconectada. A resistência RTH é definida como a resistência
equivalente vista a partir dos terminais AB com a rede INATIVA. Por conseguinte, deve-se substituir todas as fontes
por suas respectivas resistências internas.
Teorema de Norton “Uma rede que contenha somente fontes de energia e elementos passivos pode se
substituída por uma única fonte de corrente (IN) em paralelo com uma resistência (RN).”
Figura 2: Circuito equivalente de Norton.
A corrente IN é também denominada de corente de curto-circuito (ISC short-circuit), sendo definida como
a corrente nos terminais AB com resistência de carga RL substituída por um curto-circuito.
Uma observação dos dois teoremas e a utilização dos conceitos de transformação de fontes implica que
existe uma dualidade entre estes dois teoremas, sendo:
𝑅
𝑇H
= 𝑅
𝑁
𝑉
𝑇H
= 𝑅
𝑁
𝐼
𝑁
pf3
pf4
pf5

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Universidade Federal do Piauí Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Elétrica Disciplina: Laboratório de Circuitos Elétricos I – 2019. 2 Prof. Aryfrance Rocha Almeida PRÁTICA 5: TEOREMAS DE THÉVENIN E NORTON Objetivos: Determinar experimentalmente os circuitos equivalentes de Thévenin e Norton de um circuito elétrico simples e testar seu equivalente. Fundamentação teórica Teorema de Thévenin – “Uma rede que contenha somente fontes de energia e elementos passivos pode se substituída por uma única fonte de tensão (VTH) em série com uma resistência (RTH).” Figura 1: Circuito equivalente de Thévenin. A tensão VTH é também denominada de tensão de circuito aberto (Voc – open-circuit), sendo definida como a tensão nos terminais AB com resistência RL desconectada. A resistência RTH é definida como a resistência equivalente vista a partir dos terminais AB com a rede INATIVA. Por conseguinte, deve-se substituir todas as fontes por suas respectivas resistências internas. Teorema de Norton – “Uma rede que contenha somente fontes de energia e elementos passivos pode se substituída por uma única fonte de corrente (IN) em paralelo com uma resistência (RN).” Figura 2: Circuito equivalente de Norton. A corrente IN é também denominada de corente de curto-circuito (ISC – short-circuit), sendo definida como a corrente nos terminais AB com resistência de carga RL substituída por um curto-circuito. Uma observação dos dois teoremas e a utilização dos conceitos de transformação de fontes implica que existe uma dualidade entre estes dois teoremas, sendo: 𝑅𝑇H = 𝑅𝑁 𝑉𝑇H = 𝑅𝑁𝐼𝑁

Lista de Material e Equipamento: ✓ 1 Protoboard ✓ Fonte de tensão contínua ✓ Multímetros ✓ Resistores variados ✓Potenciômetro ✓ Cabos de conexão Parte teórica: 1 - Teorema de Thévenin:

  1. Calcule a tensão e a corrente no resistor R 1 , da Figura 3, considerando que os valores dos resistores são R1=560Ω e R2=390Ω, R3=100Ω e R4=220Ω e a fonte é de 10V. Figura 3: Circuito.
  2. Retire o resistor de 560Ω. Calcule a tensão VTH entre os pontos A e B.
  3. Substitua a fonte por um curto – circuito. Calcule a resistência RTH entre os pontos A e B.
  4. Desenhe o equivalente de Thévenin e calcule a corrente e a tensão no resistor de 560 Ω com este circuito.
  5. Simule cada circuito em um software de sua preferência. Compare os valores simulados com os calculados. 2 - Teorema de Norton:
  6. Com o circuito da Figura 3, retire o resistor de 560Ω substituindo-o por um curto-circuito. Calcule a corrente que circula pelo fio.
  7. Volte a abrir os pontos A e B e substitua a fonte por um curto – circuito. Calcule a resistência RN entre os pontos A e B.

Figura 5: Circuito. Meça e anote na tabela 4 a corrente e a tensão no resistor de 560 Ω Tabela 4: Tensão e Corrente que passa pelo resistor de 560 Ω. R(Ω) I(mA) V(Volts) 560 Compare os resultados encontrados com os da tabela 1. O que você pode concluir ao observar os valores de ambas tabelas? 4 - Teorema de Norton: Com o circuito da Figura 3, retire o resistor de 560Ω substituindo-o por um curto-circuito. Meça e anote na tabela 5 a corrente nesse fio. Tabela 5: Corrente que passa nos pontos A e B removendo o resistor de 560 Ω. Volte a abrir os pontos A e B e substitua a fonte por um curto – circuito. Meça a resistência RN entre os pontos A e B e anote na tabela 6. Tabela 6: RN entre os pontos A e B. Coloque a fonte para uma saída igual a zero volts. Monte o circuito da Figura 6. Ajuste o potenciômetro para o valor de RN.

IN(A)

RN(Ω)

Figura 6: Circuito . Ajuste o valor da tensão da fonte para que o amperímetro indique o valor de IN. Meça e anote na tabela 7 a corrente no resistor de 560 Ω. Tabela 7: Tensão e Corrente que passa pelo resistor de 560 Ω. R(Ω) I(mA) V(Volts) 560 Compare os resultados encontrados com os da tabela 4. O que você pode concluir ao observar os valores de ambas tabelas?