Potência

MÁXIMA TRANSFERÊNCIA DE POTÊNCIA
Na aula anterior investigamos características de um gerador medindo a tensão
nos terminais de um resistor (ddp) e corrente no mesmo. Podemos estudar outras
características de um gerador observando as relações de energia (na verdade, potência)
no circuito. Se tomarmos a equação básica ( ε = (RL+r)i ) e multiplicarmos por i
teremos:
VR.i = εi – ri2 ou PU = PG – PD ou PU = εi – ri2 (equação do 2º grau);
VRi = Potência Útil;
εi = Potência Gerada;
ri2 = Potência Dissipada ou consumida internamente.
Novamente estamos escrevendo uma grandeza, PU, em como função de outra, i –
se achar estranho, podemos escrever também VRi = V2R/RL . As implicações e
resultados que advêm desta relação serão bastante interessantes, e, evidentemente
relacionados com o que foi feito anteriormente. Algumas passagens matemáticas serão
deixadas como exercício a serem feitos.
Material:
01 Fonte Universal
01 Resistor de 10 
01 Voltímetro
01 Miliamperímetro
01 Caixa de Resistência (RL)
06 Fios de ligação
Procedimentos:
1)Monte o circuito abaixo
2) Regule a tensão de saída da fonte para 5V.
3) Ajuste a caixa de resistências para os valores do quadro abaixo. Peça ao seu professor
para mostrar como se obtém uma determinada resistência. Para cada valor de R L
(resistência da carga) meça e anote a tensão e a corrente em RL.
4) Trace um gráfico PU X i
5) Trace um gráfico PU x RL
6) η = rendimento [(PU/PG)]x100
7) Identifique a corrente de curto circuito e veja se o valor experimental coincide com o
teórico(R= 0 e r ~10Ω).
RL ()
V (Volts)
i (mA)
PU (mW)
η (%)
100
80
60
40
20
10
8
4
2
1
0
Questões:
1) O gráfico PU x i reflete a equação que relaciona as duas grandezas (tente traçar)?
2) Tente determinar graficamente a potência útil máxima e a corrente de curto circuito.
3) Para a condição de máxima potência, tente determinar, a partir da tabela, r, V, e η.
4) Escreva i como função de ε, r e R e leve na equação de PU
5) Faça a derivada da equação encontrada para Pu = f(R) e determine teoricamente
para qual R o valor de PU é máximo.
6) Determine igualmente, para a mesma situação, qual deve ser o rendimento teórico.
(Dica escreva VR = RLi e escreva i como função de ε, r e RL)
7) Você deve ter notado que máxima geração de energia, máxima utilização de energia
gerada e máximo rendimento não andam juntos. Em nosso dia a dia, há situações
(equipamentos ou circuitos) em que buscamos máximo rendimento e outras em que
buscamos máxima transferência de potência; veja com seu professor algumas destas
situações.