Eletricidade A - ENG04474 AULA III Técnicas de Redução de Circuitos Objetivo Tornar o circuito menor e mais simples, focalizando apenas as correntes e tensões desejadas. R1 2 Substituição de bipolos por equivalentes mais simples • Resistores em série e em paralelo, bipolos em paralelo e em série com fontes, teorema de Thevenin e teorema de Norton por equivalentes que permitam simplificações no circuito. • Transformação de fontes, teorema de Thevenin e teorema de Norton. + V1 10V + V2 -4V - R4 5 + v R2 4 - Explosão de Fontes de Corrente Fontes de Tensão Princípio da Superposição R3 1 R5 7 + Ieq1 13A v Obs.: Essas técnicas podem ser aplicadas simultânea e/ou seqüencialmente no circuito. Req2 1,14 R6 3 I1 10 A Bipolos Equivalentes Possuem a mesma função relacionando a tensão v e a corrente i no bipolo f1(v,i)=f2(v,i)=0 Um bipolo pode ser substituído por seu equivalente sem afetar as correntes e tensões no resto do circuito Exemplo: i R1 i + vR1 - + + v - 3 7 bipolo 1 V1 i + v - + vbip R2 10 bipolo 2 v = 3i+7i v = 10i v = 10i - vR2 + R3 - vR3 bipolo 1 ou 2 + i, vR1, vR2, vR3, vbip não mudam em função do bipolo 1 ou 2 Bipolos Equivalentes Resistores em Série i + v + vR1 - + vR2 R1 R2 + vRn Rn + v - i + vReq - Req bipolo 1 bipolo 2 vR1 + vR2 +....+ vRn- v = 0 vReq - v = 0 i R1 + i R2 +....+ i Rn- v = 0 v = i (R1 + R2 +....+ Rn) i Req - v = 0 v = i Req bipolo 1 bipolo 2 se: Req=R1+R2+...+Rn Bipolos Equivalentes Resistores em paralelo i i + + + iR1 R1 iR2 R2 iRn Rn v - bipolo 1 R1 v= + v R2 + .... + v Rn vReq - v = 0 i Req - v = 0 -i= 0 1 1 + .... + + Rn R1 R2 1 - - bipolo 2 iR1 + iR2 +....+ iRn- i = 0 v v vReq Req 1 v = i Req i v= Req = 1 Req bipolo 1 bipolo 2 se: 1 1 1 R1 + 1 + .... + Rn R2 1 i Bipolos Equivalentes Fonte de Tensão em paralelo com outro bipolo i i + bipolo + V - v - V- v = 0 v=V Obs. O bipolo não pode ser uma fonte de tensão de valor + + V - v diferente do da fonte V. - V- v = 0 para qualquer i v=V para qualquer i Fonte de Corrente em série com outro bipolo bipolo I i i + + v v I I- i = 0 para qualquer diferente do da fonte I. - - i=I Obs. O bipolo não pode ser uma fonte de corrente de valor I- i = 0 v i=I para qualquer v Bipolos Equivalentes Fontes de Tensão em Série i + v - + v i Bipolo 2 Bipolo 1 + V1 V2 - + - - + Vn - Bipolo 1 Bipolo 2 Veq + - SE Veq = V1+V2+...+Vn Veq - v = 0 V1+V2+...Vn - v =0 v = V1+V2+...Vn para qualquer v = Veq i para qualquer i Fontes de Corrente em Paralelo Bipolo 1 i i + v I1 I2 In - Bipolo 2 Bipolo 1 Bipolo 2 + v SE Ieq Ieq = I1+I2+...+In Ieq - i = 0 I1+I2+...In - i =0 i = I1+I2+...In para qualquer i i = Ieq para qualquer v Bipolos Equivalentes Transformação de fontes - vRs + Rs + V - i + v i iRp I - vRs + V - v = 0 + Rp vRp - + v - vRp - v = 0 iRpRp - v = 0 v iRp = Rp +iRp - I - i = 0 v i Rs + V - v = 0 Rp v = i Rs + V = i +I v = i Rp + I Rp Fonte de Tensão em Série com Resistor Fonte de Corrente em Paralelo com Resistor SE Rs = Rp V = I Rs Exemplo Resistores em série e em paralelo, bipolos em paralelo e em série com fontes, transformação de fontes. R1 2 + V1 10V + + R2 4 v V2 -4V - R1 2 R4 5 R3 1 R6 3 + Veq 6V R5 7 - I1 10 A I1 10A v - v R2 4 Req1 8 I1 10A I2 3A R1 2 v R2 4 Req1 8 - - + I2 3A + + + R1 2 R2 4 Req1 8 Ieq1 13A v - Req2 1,14 v = 1,14.13 = 14,82V I1 10 A Explosão de Fontes Explosão de Fontes de Tensão Explosão de Fontes de Corrente Bipolo n .... Bipolo n Bipolo 2 + V - I Bipolo 2 Bipolo 1 Bipolo 1 I Bipolo n I Bipolo 2 I Bipolo 1 .... Bipolo n Bipolo 2 + V - .... + V - + V - Bipolo 1 Exemplo R4 2 R4 2 I1 1A R1 5 R3 4 Req3 6.2 + Veq1 8.4V - i + I3 2A R5 2 i Vs2 2V R6 8 Req2 2.2 + V1b 10V - Vs1 4V R3 4 R2 4 R6 8 i Vs2 2V R5 2 + Vs1 4V R2 4 i + V1a 10V - R7 1 R5 2 R2 4 - - R6 8 + R3 4 R1 5 - V1 10V - + R5 2 R2 4 I1b 1A R7 1 Req1 0.66 + R1 5 I1a 1A R7 1 + I2 5A R4 2 i Vs4 4.4V - + Vs3 3.3V - R6 8 Req4 2.66 R6 8 + Veq2 1.1V - i Ip1 1.35A Req3 6.2 R6 8 Divisor de Corrente: Req4 2.66 i= i Ip2 0.41A 1 8 . Ipeq 1.76A 1 1 6,2 + 1 8 + 1 2,66 Req3 6.2 . R6 8 Req4 2.66 1,76 = 0,332 A