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FONTE DE TENSÃO E FONTE DE CORRENTE
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ToggleFONTE DE TENSÃO FONTE DE CORRENTE Fontes de tensão ideais são fontes que fornecem os valores determinados de tensão independentemente da carga à qual forem ligadas.
Uma fonte de tensão real fornece uma tensão na suas terminais de conexão que diminui com o aumento da carga:Fontes de corrente ideais são fontes que fornecem os valores determinados de corrente independentemente da carga à qual forem ligadas.
Uma fonte de corrente real fornence uma corriente na suas terminais de conexão que diminui com o aumento da carga:
Funcionamento de uma fonte de tensão real
Devido à resistência interna RF, a tensão nos terminais diminui com o aumento da carga de corrente:
A tensão máxima dos terminais pode ser tomada quando tem nenhuma corrente. A resistência interna provoca uma queda de tensão uma vez que um corrente flui. A tensão terminal VT pode ser calculada da seguinte forma:
VT = VF – VRF ... Eq. 1
VT = VF – RRF * I ... Eq. 2
Nota: F significa fonte, t significa terminais de conexão. A corrente máxima é quando os terminais estão em curto-circuito.
No caso de um curto-circuito, ou seja, quando os terminais estão em curto-circuito, a tensão do terminal UT, é claro, 0V. Isso significa que toda a tensão da fonte UF cai através da resistência interna Rint ou RF. A corrente de curto-circuito é calculada da seguinte forma:
Icurto-circuito = Imáx = VF / RF
Determinar a resistência interna:
Não é prático ou muitas vezes não é possível determinar a corrente de curto-circuito. É melhor determinar um ponto da característica da carga, ou seja, conectar uma resistência definida aos terminais.
O segundo ponto pode então ser o caso sem carga, ou seja, I = 0A.
Se uma medição de corrente deve ser dispensada, esta equação pode ser transformada. Com I = UT / RT segue:
Exercício fonte de tensão real
Uma bateria de carro tem uma tensão terminal de 12 V. A corrente máxima de curto-circuito (a 20 °C) é de 1 kA. Para dar partida no motor, a bateria é carregada até aproximadamente 100 A.
Calcule a resistência máxima de carga (ou seja, a resistência interna do motor de arranque), a resistência interna da bateria e a tensão mínima do terminal que é atingida durante a partida.
A tensão terminal mínima necessária para uma arrancada é de 9,8 V. A que temperatura mínima ainda é possível dar a arrancada se a bateria tiver um coeficiente de temperatura de α = - 2,78 × 10 -2 1/K? Para simplificar, o coeficiente de temperatura do amotor de arranque pode ser negligenciado.
Resistência interna RF, considerando o caso de curto-circuito: RF = VF = 12 V = 0,012 Ω Tensão terminal durante a arrancada, ou seja I = 100 A: VT = VF – RF x I = 12 V – 0,012 Ω x 100 A = 10,8 V resistência do motor de arranque: Rt = Vt = 10,8 V = 0,108 Ω Temperatura mínima possível: Corrente mínima para arrancar com sucesso: Imin = Vt min = 9,8 V = 90,74 A assim RF max = VF - Vt min = 12 V - 9,8 V = 0,0242 Ω A dependência linear da temperatura de um resistor é determinada por: R(T) = R20 + R20 × α × ΔT ΔT = R(T) - R20 = 0,0242 Ω - 0,012 Ω ΔT = - 36,57 °C
. Imax 1000 A
. I 100 A
. Rt 0,108 Ω
. Imin 90,74 A
. R20 × α 0,012 Ω × - 2,78 × 10 -2 1/K