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Analise de Circuitos! Apol 4... Alguém fez essa apol e tem o gabarito?

Considere o circuito apresentado abaixo, sendo as condições iniciais de tensão no capacitor vC(0)=4,8VvC(0)=4,8V e corrente no indutor iL(0)=4,8AiL(0)=4,8A,

Utilize Transformada de Laplace e assinale a alternativa que corresponde à tensão no capacitor.

  A

v(t)=−e−t+(1+3t−t²2).e−2tVv(t)=−e−t+(1+3t−t²2).e−2tV

  B

v(t)=24−19,2.e−2t−19,2.t.e−2tVv(t)=24−19,2.e−2t−19,2.t.e−2tV

  C

v(t)=42+20.e−5tVv(t)=42+20.e−5tV

  D

v(t)=−e−t+50.e−2tVv(t)=−e−t+50.e−2tV

  E

v(t)=35−26,5.t.e−2tVv(t)=35−26,5.t.e−2tV

Respostas

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Andre Smaira

Neste exercício, será aplicada a Transformada de Laplace para encontrar a tensão no capacitor. Para isso, tem-se o seguinte:

- Variáveis com letra minúscula: em função de tempo ().

- Variáveis com letra maiúscula: em função da frequência (Laplace - ).


Além disso, tem-se os valores iniciais da tensão do capacitor e da tensão do indutor. Seus valores são:



Aplicando a Lei de Kirchhoff para malhas, tem-se a seguinte equação:

Sendo a tensão da fonte de , a tensão do resistor de , a tensão do indutor de e a tensão do capacitor de .


Sendo a corrente da malha, a equação anterior fica da seguinte forma:

Sendo um degrau unitário.


Derivando a equação no tempo, tem-se o seguinte:


Sabendo que a Transformada de Laplace da corrente é , tem-se as seguintes transformadas:

O valor de é conhecido e igual a . Mas o valor de deve ser calculado.

No instante de tempo , a tensão no resistor é igual a:


Pela equação de malha em , o valor de

Pela equação de tensão no indutor, o valor de é:


Susbtituindo as equações conhecidas na equação , a equação resultante é:



Portanto, a função fica da seguinte forma:


Aplicando a Transformada Inversa de Laplace na equação anterior, a função da corrente é:


Com isso, a expressão de é:



Com isso, as expressões para as tensões e são:

Finalmente, pela equação de malha , a tensão é:

A alternativa correspondente à função é a letra B v(t)=24−19,2.e−2t−19,2.t.e−2tV.


Concluindo, a alternativa que corresponde à tensão no capacitor é a letra B.

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Andre Smaira

Neste exercício, será aplicada a Transformada de Laplace para encontrar a tensão no capacitor. Para isso, tem-se o seguinte:

- Variáveis com letra minúscula: em função de tempo ().

- Variáveis com letra maiúscula: em função da frequência (Laplace - ).


Além disso, tem-se os valores iniciais da tensão do capacitor e da tensão do indutor. Seus valores são:



Aplicando a Lei de Kirchhoff para malhas, tem-se a seguinte equação:

Sendo a tensão da fonte de , a tensão do resistor de , a tensão do indutor de e a tensão do capacitor de .


Sendo a corrente da malha, a equação anterior fica da seguinte forma:

Sendo um degrau unitário.


Derivando a equação no tempo, tem-se o seguinte:


Sabendo que a Transformada de Laplace da corrente é , tem-se as seguintes transformadas:

O valor de é conhecido e igual a . Mas o valor de deve ser calculado.

No instante de tempo , a tensão no resistor é igual a:


Pela equação de malha em , o valor de

Pela equação de tensão no indutor, o valor de é:


Susbtituindo as equações conhecidas na equação , a equação resultante é:



Portanto, a função fica da seguinte forma:


Aplicando a Transformada Inversa de Laplace na equação anterior, a função da corrente é:


Com isso, a expressão de é:



Com isso, as expressões para as tensões e são:

Finalmente, pela equação de malha , a tensão é:

A alternativa correspondente à função é a letra B v(t)=24−19,2.e−2t−19,2.t.e−2tV.


Concluindo, a alternativa que corresponde à tensão no capacitor é a letra B.

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RD Resoluções

Neste exercício, será aplicada a Transformada de Laplace para encontrar a tensão no capacitor. Para isso, tem-se o seguinte:

- Variáveis com letra minúscula: em função de tempo ().

- Variáveis com letra maiúscula: em função da frequência (Laplace - ).


Além disso, tem-se os valores iniciais da tensão do capacitor e da tensão do indutor. Seus valores são:



Aplicando a Lei de Kirchhoff para malhas, tem-se a seguinte equação:

Sendo a tensão da fonte de , a tensão do resistor de , a tensão do indutor de e a tensão do capacitor de .


Sendo a corrente da malha, a equação anterior fica da seguinte forma:

Sendo um degrau unitário.


Derivando a equação no tempo, tem-se o seguinte:


Sabendo que a Transformada de Laplace da corrente é , tem-se as seguintes transformadas:

O valor de é conhecido e igual a . Mas o valor de deve ser calculado.

No instante de tempo , a tensão no resistor é igual a:


Pela equação de malha em , o valor de

Pela equação de tensão no indutor, o valor de é:


Susbtituindo as equações conhecidas na equação , a equação resultante é:



Portanto, a função fica da seguinte forma:


Aplicando a Transformada Inversa de Laplace na equação anterior, a função da corrente é:


Com isso, a expressão de é:



Com isso, as expressões para as tensões e são:

Finalmente, pela equação de malha , a tensão é:

A alternativa correspondente à função é a letra B v(t)=24−19,2.e−2t−19,2.t.e−2tV.


Concluindo, a alternativa que corresponde à tensão no capacitor é a letra B.

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