Resolução:
Para análise do circuito em série acima, primeiro devemos considerar que a potência dissipada é um proporção, ou seja, a potência dissipada no resistor é diretamente proporcional a tensão e corrente que atravessa o circuito.
Sabendo que a tensão no resistor R2 é metade da tensão da fonte de alimentação, logo podemos afirmar que potência dissipada pelo resistor também será metade da potência dissipada pela fonte de alimentação:

PR2 = PV1 / 2;
PR2 = 16 mW/ 2 = 8 mW.

Com essa informação já podemos calcular o valor da corrente que é a mesma em todo o circuito.

I = √(8 mW / 4 kΩ) = 1,414 mA.

Com essa informação podemos encontrar o valor da tensão fornecida pela fonte de alimentação, para isso vamos dividir a potência dissipada pelo valor da corrente:

V1 = 16 mW / √2 mA = 11,314 V.

Para encontrar o valor da tensão no resistor R2 (vi) basta multiplicar a corrente pela tensão, assim obtemos:

vi = 4 kΩ * √2 mA = 5,657 V.

Para determinar o valor do resistor R4 devemos encontrar a queda de tensão em seus terminais, para isso devemos calcular a queda de tensão em todos os resistores e subtrair da tensão fornecida pela fonte.

VR1 = 1 kΩ * √2 mA = 1,414 V;

VR3 = 2 kΩ * √2 mA = 2,828 V.

Agora podemos determinar o valor da tensão no resistor R4, como apresentado abaixo:

VR4 = V1 – VR1 – VR2 – VR3 = 8√2 V – √2 V – 4√2 V – 2√2 V = 1,414 V

Com o valor da tensão no resistor R4 podemos determinar o seu valor, como mostrado abaixo:

R4 = VR4 / I = √2 V / √2 mA = 1 kΩ.

Simulação:

Abaixo é apresentado a imagem do circuito na simulação:

Abaixo é apresentado o resultado da simulação do circuito com os valores calculados:

— Operating Point —
V(v1): 11.314 voltage
V(v2): 9.89975 voltage
V(v3): 4.24275 voltage
V(v4): 2.8285 voltage
I(R1): -0.00141425 device_current
I(R2): -0.00141425 device_current
I(R4): -0.00141425 device_current
I(R3): -0.00141425 device_current
I(V1): -0.00141425 device_current


Os valores de tensão apresentados são obtidos em relação ao referencial de GND, para obter os valores das tensões em cada resistor devemos fazer a diferença entre o valor da tensão acima pela tensão abaixo. Por exemplo, vamos calcular o valor da tensão no resistor R2 com os valores obtidos na simulação:

VR2 = V(v2) – V(v3) = 9.89975 – 4.24275 = 5.657 V

Isso é tudo pessoal, até o próximo post.