Problema 31-1 Fonte:
Problema elaborado pelo autor do site.
No circuito mostrado na Figura 31-1.1 determine os parâmetros "Z".
Solução do Problema 31-1
Os parâmetros Z são dados pelas seguintes equações:
E1 = Z11 I1 + Z12 I2
E2 = Z21 I1 + Z22 I2
Calculamos Z11 quando fazemos I2 = 0. Portanto, se não há
corrente circulando na saída do quadripolo, então Z11 será a associação série-paralelo
dos resistores que compõem o circuito, ou seja:
Z11 = ( 4 ( 2 + 6 )) / ( 4 + 2 + 6 ) = 8 /3 ohms
Da mesma forma faremos para calcular Z22, pois neste caso,
devemos ter I1 = 0. Então, olhando da saída do quadripolo, vamos calcular
a resistência que vemos quando I1 = 0. Logo:
Z22 = ( 6 ( 2 + 4 )) / ( 4 + 2 + 6 ) = 3 ohms
Falta calcular Z12 e Z21. Para calcular Z12,
deve-se ter I1 = 0 e calcula-se a relação E1 /I2. Então,
arbitrando um valor para E2 e calculando E1 e I2,
como no circuito mostrado na Figura 31-1.2, obtém-se:
Repare que arbitramos um valor conveniente para E2 de valor igual
a 6 volts. Assim, facilmente calcula-se I2, cujo valor resulta
em 2 ampère. Da análise do circuito e dos valores encontrados até aqui, pode-se calcular
E1, encontrando o valor de 4 volts. Logo:
Z12 = E1 /I2 = 4 /2 = 2 ohms
Para calcularmos Z21 vamos adotar o mesmo procedimento. Para tal, vamos arbitrar
E1 = 8 volts. No circuito mostrado na Figura 31-1.3 abaixo, vemos os valores encontrados.
Note que, foram encontrados os valores de E2 = 6 volts e I1 = 3 A.
Logo:
Z21 = E2 /I1 = 6 /3 = 2 ohms
Como podemos perceber, Z12 = Z21 e, com isso, conclui-se que o circuito
é PASSIVO ou RECÍPROCO.