Circuitos Elétricos RLC: Tensão no Capacitor e Resposta Natural

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04/12/2021 18:44 GRA0605 CIRCUITOS ELÉTRICOS I GR0325-212-9 - 202120.ead-29780465.06
https://fmu.blackboard.com/webapps/late-course_engine_soap-BBLEARN/Controller?ACTION=ACCESS_CRT&COURSE_ID=_737758_1 1/9
Pergunta 1
Resposta Selecionada: 
Resposta Correta:
 
Comentário
da resposta:
Analise o circuito a seguir, observe que a chave no circuito abaixo estava
fechada por um longo tempo e fica aberta no t=0. Sendo assim, sobre a tensão
no capacitor para t>0, assinale a alternativa correta. Definir o tipo de resposta do
circuito RLC é necessário para obter a equação da tensão sobre terminais do
capacitor.
Figura - Circuito RLC em corrente contínua
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 A seguir, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
)
)
Resposta correta. A alternativa está correta, pois para t>0, quando a chave está
aberta, teremos um capacitor, um indutor e um resistor de 5 ohms em série.
Calculamos valor de e .
 e temos caso de subamortecimento.
 
)
Pergunta 2
Avalie o circuito a seguir, observe que a chave no circuito estava aberta por um
longo tempo e fica fechada no t=0. Responda, qual é a tensão sobre terminais
do capacitor para t<0 ? O cálculo correto da tensão sobre os terminais do
capacitor é importante para obter a equação que define a tensão para t>0.
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Resposta Selecionada: 
Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
Figura - Circuito RLC com fonte de tensão
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 
 Assinale a alternativa correta.
20 V
20 V
Resposta correta. A alternativa está correta, pois para t<0 a chave está aberta,
então podemos desconsiderar o resistor de 5 ohms. Consideramos o indutor como
curto-circuito e o capacitor como circuito aberto. Então, a corrente no circuito será
igual a zero. A tensão sobre os terminais do capacitor será igual a tensão da fonte
de tensão (20 V).
Pergunta 3
No circuito RLC mostrado a seguir, a chave no circuito estava aberta por um
longo tempo e fica fechada no t=0. Considerando que a análise de corrente para
tempos t<0 é necessário para obter a resposta degrau do circuito, responda:
Qual opção é correta sobre a corrente no indutor para t<0?
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Comentário
da resposta:
Figura - Circuito RLC em corrente contínua
Fonte: Elaborada pelo autor.
Assinale a alternativa correta.
0 A
0 A
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a chave no circuito estava aberta
por um longo tempo. Então, podemos considerar o capacitor de 10 como um
circuito aberto e o indutor de 0.2 H como um curto-circuito. Assim, não teremos
corrente no indutor antes da chave mostrada em S1 estar fechada.
Pergunta 4
Resposta
Selecionada:
 
Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
Qual é a opção correta sobre a potência instantânea e média em um sistema de
energia elétrica? Considerando que a potência instantânea p(t) dissipada por um
componente é o produto da tensão instantânea v(t) sobre os terminais do
componente e a corrente instantânea i(t) que passa através dele. Assinale a
alternativa correta.
Potência média, é a média da potência instantânea ao longo de um
período.
Potência média, é a média da potência instantânea ao longo de um
período.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois por causa da variação da
potência instantânea ao longo do tempo, a medição da potência média é mais
conveniente. A potência elétrica é medida utilizando um instrumento chamado
wattímetro. Esse instrumento indica a média da potência instantânea ao longo de
um tempo determinado.
Pergunta 5
Analise o circuito abaixo, onde um resistor de 6Ω, um indutor de 2H e um
capacitor de 0,5F estão em série. O circuito não tem fonte de tensão ou fonte de
corrente. Considerando a importância de estudo de resposta natural do circuito
RLC (por exemplo, na área de projeto de filtros), qual opção é correta sobre a
resposta natural do circuito a seguir?
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Selecionada:
 
Resposta
Correta:
 
Comentário
da resposta:
Figura - Circuito RLC
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 
 Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
A resposta natural é com amortecimento supercrítico , , 
A resposta natural é com amortecimento supercrítico , 
, 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois tem que ser considerado 
 e, também, que as raízes são números reais e negativos, assim, conclui-se que a
resposta natural do circuito é com amortecimento supercrítico. As raízes e 
 serão calculadas tendo valores para e para .
Pergunta 6
Para calcular a potência instantânea, é necessário ter valores de v(t) e i(t) no
domínio do tempo. A partir dessas informações, analise o circuito abaixo, dado
que e , determine a potência
instantânea e a potência média absorvida pelo circuito linear passivo da figura
ilustrada a seguir.
 
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Comentário
da resposta:
Figura - Fonte senoidal e circuito linear passivo
 Fonte: Alexander e Sadiku (2013).
 ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos
Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013. p. 406.
 
 A seguir, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois para calcular a potência
instantânea, multiplicamos a tensão pela corrente da seguinte forma: 
. Simplificando o resultado
teremos: . A potência média é
calculada através da seguinte equação: .
Pergunta 7
Leia o trecho a seguir.
“Uma propriedade interessante e peculiar de um circuito RLC é que o
comportamento desse tipo de circuito pode ser compreendido pelo conceito de
amortecimento, que é a perda gradual da energia inicial armazenada, como fica
evidenciado pelo decréscimo contínuo na amplitude da resposta. O efeito de
amortecimento se deve à presença da resistência”.
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos .
5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013.
A partir dessas informações e considerando que a chave no circuito a seguir
estava aberta por um longo período de tempo e fica fechada no t=0, responda,
qual opção é correta sobre a resposta transiente do circuito para t>0 ?
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Comentário
da resposta:
Figura - Circuito RLC com fonte de tensão
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 
 A seguir, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
Amortecimento supercrítico porque 
Amortecimento supercrítico porque 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois representando a corrente no
indutor por i e a tensão no capacitor por v temos: e também: 
. Então, . Onde , 
. Calculando valores de e , teremos e .
Temos , assim a resposta é o amortecimento supercrítico.
Pergunta 8
Leia atentamente o excerto a seguir.
 
 “A resposta oscilatória de RLC é possível em razão da presença de dois tipos
de elementos de armazenamento. Ter tanto L como C possibilita que o fluxo de
energia fique indo e vindo entreos dois elementos. A oscilação amortecida,
exibida pela resposta subamortecida, é conhecida como oscilação circular. Ela
provém da capacidade dos elementos de armazenamento L e C transferirem
energia que vai e vem entre eles”.
 
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos
Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013.
 
A partir dessas informações, avalie o circuito a seguir e responda: o circuito
pode ter resposta subamortecida? Se a resposta for sim, qual é o valor de k para
que o circuito tenha a resposta subamortecida?
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Resposta
Selecionada:
 
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Comentário
da resposta:
Figura - Circuito RLC
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 
 A seguir, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
Não existe valor de k para que o circuito tenha resposta subamortecida.
 
Não existe valor de k para que o circuito tenha resposta
subamortecida.
 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiro temos que obter a
equação diferencial que descreve a corrente do circuito igual a : 
. Observamos que , . Para
que o circuito tenha resposta subamortecida: . Inserindo os valores
obtidos para , na equação, observamos que não existe valor de k para que o
circuito tenha resposta subamortecida.
Pergunta 9
No circuito a seguir, um resistor de 3 Ω, um indutor de 2H e um capacitor de
20mF estão em paralelo. O circuito não contém fonte de tensão ou fonte de
corrente. Considerando que a resposta natural de um circuito RLC pode ser com
amortecimento crítico, amortecimento supercrítico ou subamortecimento, qual
opção é correta sobre as raízes características e a resposta natural do circuito a
seguir?
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Resposta
Selecionada:
 
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da resposta:
Figura - Circuito RLC em paralelo
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 
 Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
A resposta natural é com amortecimento supercrítico , , 
A resposta natural é com amortecimento supercrítico , 
, 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois calculamos valores de e 
 para o circuito. É importante lembrar que a fórmula para calcular para circuitos
RLC em paralelo é diferente que a fórmula para calcular em circuitos RLC em
série. Temos > e a resposta é com amortecimento supercrítico. Após o
cálculo de e , podemos calcular as raízes.
 
 
 
Pergunta 10
Analise o circuito a seguir, observe que a chave no circuito estava aberta por um
longo tempo e fica fechada no t=0. Diante disso, sobre a resposta degrau do
circuito RLC abaixo para t>0 , assinale a alternativa correta. A resposta degrau é
a consequência de aplicação repentina de uma fonte CC.
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Comentário
da resposta:
Figura - Circuito RLC em corrente contínua
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 A seguir, assinale a alternativa correta.
Amortecimento supercrítico porque 
 
Amortecimento supercrítico porque 
 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois no t>0, depois do fechamento da
chave, a fonte de tensão com o resistor de 20 ohms em série, estará isolada do
resto do circuito. Então teremos um circuito com indutor, capacitor e outro resistor
de 20 ohms em paralelo com o capacitor. Calculamos e . Temos ,
assim a resposta é o amortecimento supercrítico.