“O princípio da linearidade conceitua que, em todos os momentos em que houver uma mudança no valor da entrada de um circuito linear, ocorrerá uma mudança proporcional na saída deste circuito”.
SPERANDIO, L. C. C.; FERMO, I. R.; SEKI, L. T. M. Eletricidade Básica. Maringá: UniCesumar, 2019.
Considerando o circuito a seguir, determine o valor da tensão de entrada (fonte de tensão) necessário para que i0 seja igual a 5 A. Sugestão: utilize a propriedade da linearidade.
Fonte: o autor.
Assinale a alternativa correta.
Alternativas
Alternativa 1:
150 V.
Alternativa 2:
200 V.
Alternativa 3:
250 V.
Alternativa 4:
300 V.
Alternativa 5:
350 V.
Soluções para a tarefa
Resposta: 250V
Explicação: somando os resistores em serie 25ohms + 15ohms = 40ohms, fazendo o 40 || 40 = 20ohms + 5ohms = 25ohms. Podemos calcular a corrente total 60V/25ohms = 2,4A, dividindo esta corrente pelo ramo de i0=1,2A. Pelo princípio da linearidade a corrente e proporcional a tensão de entrada. Podemos dividir 5A por 1,2A (i0) = 4,1667. Multiplicando este valor por 60V, obtemos o valor de 250V.
Conforme a figura e considerando o sistema de linearidade, pode-se determinar que o valor de tensão de entrada é de 250V, portanto alternativa 3.
Sistema de linearidade e os cálculos
O termo linearidade se refere à propriedade matemática de escalonamento. Um bom exemplo é velocidade por km. Quanto mais rapido for, maior distância irá percorrer.
Essa ideia, justifica a linearidade. Em eletrônica, um resistor cria uma relação linear entre tensão e corrente. então, se você dobrar a tensão, a corrente dobra, se triplicar, triplica os demais e vice versa.
Na figura podemos perceber a direção da corrente i0, o que prova os resistores em série 25ohms e 15ohms, portanto soma-se 40ohms.
O resistor do meio está isolado e portanto deve ser dividido para os dois circuitos: = 20ohms
Somando este ao resistor (20ohms) de saída de 5ohms = 25ohms.
Para calcular a corrente total precisamos dividir o valor do gerador de potência de 60V pelo valor de corrente de saída, portanto:
= 2,4A, mais uma vez como esse corrente vai passar or dois circuitos, devemos dividir por 2, encontrando a corrente pelo ramo de i0=1,2A.
Pelo princípio da linearidade a corrente é proporcional a tensão de entrada, dito isso para encontrar a voltagem final, dividimos os 5A por 1,2A (i0) = 4,1667.
Esse valor de 4,1667 é a amperagem do sistema para uma i0 de 5A, mas para isso devemos proporcionalmente aumentar a potência do gerador:
60 ---- 1,2
x ----- 5
60 x 4,1667 = 250V
Veja a figura da questão aqui: https://brainly.com.br/tarefa/54317074
Aprenda mais sobre linearidade aqui: https://brainly.com.br/tarefa/20629849
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