Alternativa correta: C - 2 Ω

1. Tema central:
Esta questão aborda potência máxima transferida em circuitos elétricos, tema muito cobrado em concursos de Eletrotécnica. O objetivo é identificar qual resistência de Thévenin permite que um resistor de carga (neste caso, 4 Ω) absorva a maior potência possível ao ser ligado a uma fonte de tensão equivalente de 12 V.

2. Resumo teórico:
Segundo o Teorema da Potência Máxima Transferida (referência: Sadiku, "Elementos de Eletromagnetismo", e IEEE Std 141-1993), a carga elétrica absorve a máxima potência quando a resistência da carga (R_C) é igual à resistência interna da fonte (R_TH). No entanto, o problema pede a maior potência absorvida pelo componente, mas a resistência da carga já está fixa em 4 Ω. Logo, devemos comparar o valor da potência absorvida para cada R_TH fornecido.

A potência dissipada no resistor de carga é dada por:

P = [V_TH]² × R_C / (R_TH + R_C)²

Como a tensão V_TH (12 V) e R_C (4 Ω) são constantes, basta calcular P para cada alternativa.

3. Justificativa da alternativa correta:
Vamos calcular a potência para R_TH = 2 Ω:

P = (12)² × 4 / (2 + 4)² = 144 × 4 / 36 = 576 / 36 = 16 W

Esse é o maior valor possível entre as alternativas, pois quando R_TH se distancia de R_C, a potência diminui.

4. Por que as demais alternativas estão erradas?

• A - 6 Ω: P = 144 × 4 / (6 + 4)² = 576 / 100 = 5,76 W
• B - 4 Ω: P = 144 × 4 / (4 + 4)² = 576 / 64 = 9 W
• D - 8 Ω: P = 144 × 4 / (8 + 4)² = 576 / 144 = 4 W

Para interpretar pegadinhas, fique atento: o máximo da potência não ocorre necessariamente quando as resistências são iguais, pois depende do contexto (neste caso, pedindo para maximizar a potência absorvida pelo resistor fixo). Foque na fórmula e sempre faça os cálculos!

DICA DE PROVA: Sempre que a resistência da carga for fixa, varie R_TH e calcule a potência para cada valor. Não assuma que as resistências iguais sempre maximizam a potência!

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A potência dissipada por um resistor é dada por:

P = V² / R

Portanto, como a resistência que modela o comportamento do dispositivo é fixa (4Ω), o circuito que proporcionar uma maior tensão sobre os terminais do dispositivo será o circuito que irá possibilitar maior absorção de potência pelo dispositivo.

Por divisor de tensão, a tensão sobre os terminais do dispositivo é:

Vo = 12V * 4Ω / (Rth + 4Ω)

Como é possível observar, quanto menor for a resistência de Thévenin, maior será a tensão sobre os terminais do dispositivo e, também, maior será a potência absorvida por ele.

Logo, a resposta correta é Rth = 2Ω.