Teorema de Thévenin

Teorema de Thevenin
Caracterização das Fontes de Tensão

F229 – Física Experimental III
LEB – IFGW – UNICAMP - CAMPINAS

Resumo Neste artigo estudamos o Teorema de Thevenin e caracterizamos dois tipos de fontes de tensão: um divisor de tensão formado de dois resistores alimentados por uma fonte eletrônica de tensão e duas pilhas secas comuns. Discutimos e comparamos os resultados obtidos experimentalmente com o modelo teórico proposto, tirando conclusões adequadas.

1) Introdução
Um dos mais importantes teoremas na análise de circuitos é o Teorema de Thevenin, que diz: “Qualquer fonte de voltagem que apresente somente 2 terminais de saída e seja composta por resistores ou baterias, pode ser representada por uma combinação em série de uma resistência Ri e uma força eletro-motriz Ei, que é a diferença de potencial medida nos terminais de saída V, em circuito aberto”.
A resistência entre os terminais de saída quando as fontes internas estão curto circuitadas é chamada resistência de Thevenin.

Fig.1 Circuito Equivalente de Thevenin

Legenda da Fig.1:
Ri - resistência entre A e B
Ei - tensão entre os pontos A e B em aberto.
Icc - corrente que passa pelo circuito equivalente (Icc = Ei/Ri)

A aplicação prática desse teorema na indústria e em pesquisas é no sentido de simplificar circuitos complexos.

2) Modelo Teórico
A partir do circuito equivalente de Thevenin, introduz-se uma resistência R.

Fig.2 Circuito de Thevenin usado na Experiência

Pelas Leis de Kirchoff 1 e de Ohm, temos para o circuito de fig.2:

Fazendo a derivada primeira da expressão da potência acima em relação à R e igualando a zero, encontramos o ponto crítico2. Pela derivada segunda, temos que esse ponto é de máximo. Portanto temos potência máxima2 para:

3) Método
a) Montagem com o divisor de tensão:

Fig.3 Montagem com o divisor de tensão

Consideramos o circuito representado em fig.3 com as seguintes