Problema 7.3   Fonte:   Problema elaborado pelo autor do site.

Para o circuito mostrado na Figura 07-03.1 o potenciômetro P1 varia sua resistência desde 0 até 50 Ω. Faça um gráfico mostrando a potência dissipada no resistor R1 quando variamos o potenciômetro em todo o seu range.

Solução do Problem 7.3

Na Figura 07-03.2 percebemos que a parte do circuito realçada em verde pode ser desconsiderada pois está em paralelo com a fonte de tensão de 35 volts. Da mesma forma, a parte que está realçada em azul também pode ser eliminada pois está em paralelo com a fonte de tensão de 15 volts.

Com esta simplificação, o circuito fica reduzido ao mostrado na Figura 07-03.3. É claro que as fontes de tensão estão em série, então podemos somá-las e trabalharmos com uma única fonte de 50 volts.

Como queremos calcular a potência dissipada em R₁ podemos assumir que ele é uma carga para a fonte de tensão em série com o potênciometro. Como o enunciado do problema pede para traçarmos um gráfico da potência em R₁, então vamos calcular diversos valores de potência. Para tanto, devemos dar diversos valores a P₁.

Com cada valor de P₁ calculamos a corrente elétrica I, indicada pela seta azul no circuito e, assim teremos como calcular a potência dissipada em R₁. Inicialmente vamos fazer P₁ = 0. Então a corrente será a tensão de 50 volts dividido por R₁, ou:

Com o valor de I podemos calcular a potência dissipada em R₁, ou:

Fazendo de forma similar para outros valores de P₁, podemos montar a Tabela 07-03.1 conforme mostramos abaixo.