Calculadora do equivalente de Thévenin e Norton

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Resultado

Tensão de Thévenin Vth9,6 V
Resistência de Thévenin Rth2,4 Ω
Corrente de Norton In4 A
Potência máxima em uma carga RL = Rth9,6 W

Encontre os equivalentes de Thévenin e Norton de um circuito CC entre dois terminais. Descreva o circuito como uma netlist curta de resistores, fontes de tensão e fontes de corrente. A calculadora escreve as equações nodais, resolve-as para a tensão de circuito aberto Vth, desliga as fontes para encontrar Rth e fornece a corrente de Norton In e a potência máxima que uma carga poderia absorver.

Solução passo a passo

Análise nodal do circuito

incógnitas: V1, Va, IV1 (IV entra no terminal + da fonte)
nó 1: IV1 + (V1 − Va)/4 = 0
nó a: (Va − V1)/4 + Va/6 = 1
V1 = 12

Tensões dos nós

V1 = 12 V
Va = 9,6 V
Vth = Va − 0 = 9,6 V

Resistência de Thévenin

Desligue as fontes independentes: as fontes de tensão viram curtos-circuitos e as fontes de corrente viram circuitos abertos. Depois injete uma corrente de teste de 1 A no terminal A e retire-a pelo terminal B.
nó 1: IV1 + (V1 − Va)/4 = 0
nó a: (Va − V1)/4 + Va/6 = 1
V1 = 0
Rth = (Va − 0)/1 A = 2,4 Ω

Equivalente de Norton

In = Vth/Rth = 9,6/2,4 = 4 A

Fórmulas principais

Tensão de Thévenin
Vth = Vopen circuit
Resistência de Thévenin
Rth: todas as fontes desligadas, vista de a–b
Corrente de Norton
IN = Vth/Rth
Corrente na carga
IL = Vth/(Rth + RL)
Máxima transferência de potência
RL = Rth, Pmax = Vth²/(4Rth)

Como encontrar um equivalente de Thévenin

  1. Retire a carga e encontre a tensão de circuito aberto entre os terminais A e B: Vth = V_A − V_B.
  2. Desligue as fontes independentes: substitua as fontes de tensão por curtos-circuitos e as fontes de corrente por circuitos abertos.
  3. Encontre a resistência vista entre A e B: essa é Rth. Com uma fonte de teste: Rth = V_teste/I_teste.
  4. Norton: In = Vth/Rth, com a mesma Rth em paralelo.
  5. Máxima transferência de potência: uma carga RL = Rth recebe Vth²/(4Rth).

Perguntas e respostas

Como escrevo a netlist?

Um elemento por linha ou separados por ponto e vírgula: um nome começando com R, V ou I, dois nomes de nós e um valor, por exemplo R1 a b 4k. O nó 0 (ou gnd) é o terra. Para V1 a b 12, o terminal + fica em a. Para I1 a b 2, os 2 A passam pela fonte de a para b, então entram no circuito em b.

Posso usar prefixos de unidade?

Sim: k para quilo, meg ou M para mega, m para mili, u ou µ para micro, n para nano e p para pico. 4,7k significa 4700 Ω. Observe que o SPICE lê M como mili; aqui M significa mega, portanto meg é a forma mais segura de escrever mega.

Por que a calculadora usa uma corrente de teste para Rth?

Combinar resistores em série e em paralelo só funciona em circuitos simples. Injetar 1 A no terminal A com todas as fontes desligadas sempre funciona: a tensão que aparece entre os terminais é igual a Rth.

Fontes dependentes são suportadas?

Não, apenas resistores e fontes independentes de tensão e de corrente. Com fontes dependentes, Rth deve ser encontrada com uma fonte de teste enquanto as fontes dependentes permanecem ligadas.

E se Rth der 0?

Então uma fonte de tensão ideal está diretamente entre os terminais. O equivalente de Thévenin é apenas essa fonte, e o equivalente de Norton não existe.

Pratique você mesmo

Pratique Thévenin e Norton

Uma calculadora dá a resposta. Na prova você precisa do método: pratique-o com exercícios novos, dicas e soluções resolvidas.

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