APLICAÇÕES DA ELETRICIDADE NA ENGENHARIA

Prévia do material em texto

02271APLICAÇÕES DA ELETRICIDADE NA ENGENHARIA
	 
		
	
		1.
		Considere uma residência. Na tabela seguinte, tem-se a potência e o tempo de funcionamento de alguns aparelhos utilizados no mês.
Considere os seguintes dados:
· Preço de energia elétrica por kWh custa R$0,40.
· O período para o cálculo da conta de energia elétrica mensal é de 30 dias e que a família gasta mensalmente R$200,00 com a conta de energia elétrica.
Assinale a alternativa que apresenta o aparelho com maior consumo mensal além do impacto promovido pelo mesmo, em percentual, na conta mensal.
	
	
	
	Chuveiro, corresponde a 18% do custo mensal total; R$53,60
	
	
	Geladeira, corresponde a 20% do custo mensal total; R$40,40
	
	
	Chuveiro; corresponde a 26,4% do custo mensal total; R$52,80
	
	
	Chuveiro, corresponde a 42% do custo mensal total; R$29,60
	
	
	Geladeira, corresponde a 21% do custo mensal total; R$71,60
	Data Resp.: 12/09/2022 10:00:07
		Explicação:
Justificativa:
Gasto mensal por equipamento:
Gasto total chuveiro
4,4x0,40x30=52,804,4x0,40x30=52,80
52,80200=0,264ou26,452,80200=0,264ou26,4
	
	
	 
		
	
		2.
		No ano de 2014, a conta de luz de alguns municípios da Região Sul sofreu aumento. Este foi justificado pelo baixo nível dos reservatórios das usinas hídricas. Nessa situação, as termoelétricas foram acionadas. Avaliando a geração por meio das térmicas, assinale a alternativa correta:
	
	
	
	Essas usinas possuem alto custo de produção, pois ainda que seja uma energia renovável, é uma fonte escassa no planeta.
	
	
	Há vantagens ao utilizar o gás natural para a produção de energia térmica, pois a combustão é mais limpa se comparada ao uso do carvão mineral.
	
	
	O Brasil possui reservas de carvão mineral na região coberta por rochas sedimentares da Bacia do Paraná, nos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Contudo, na região onde houve aumento da eletricidade as reservas são limitadas e, por isso, esse mineral não é utilizado.
	
	
	No Brasil, as principais fontes das usinas termoelétricas são fósseis (carvão, gás natural, biomassa), e estas provocam pouco impacto ambiental.
	
	
	As usinas termoelétricas fazem uso de fontes de energia consideradas sustentáveis e renováveis.
	Data Resp.: 12/09/2022 10:00:23
		Explicação:
Justificativa:
· O gás natural é um combustível fóssil, e apesar das reservas se renovarem, é algo que leva anos para que ocorra.
· A queima desse gás pode promover menor lançamento de gases poluentes, quando comparado com fontes como petróleo e carvão mineral. Desse modo, a sua utilização em uma usina termelétrica é mais vantajosa que a utilização de outro combustível fóssil.
· As térmicas promovem grande impacto ambiental, a questão a ser pontuada é que a variação do combustível a ser utilizado pode influenciar na quantidade de poluente emitido.
· As térmicas não são consideradas sustentáveis, esse tipo de energia engloba as fontes alternativas como: solar, eólica e outras.
	
	
	 
		
	
		3.
		Considere um circuito onde há um resistor de 10Ω10Ω e por ele circule uma corrente 3,0A e este resistor está associado em paralelo com outro. A corrente total do circuito é de 4,5A. Qual o valor do segundo resistor?
	
	
	
	30
	
	
	10
	
	
	20
	
	
	5,0
	
	
	60
	Data Resp.: 12/09/2022 10:00:33
		Explicação:
Justificativa:
Aplicando a Lei de Ohm, calcula-se a tensão que o resistor 10Ω10Ω está submetido.
v=Riv=Ri
v=10x3v=10x3
v=30Vv=30V
Associações em paralelo: os resistores estão submetidos à mesma diferença de potencial. Como a corrente total é de 4,5A e a corrente do resistor de 10Ω10Ω é 3,0A, podemos concluir que a corrente do segundo resistor é 1,5A, assim:
30=R(1,5)30=R(1,5)
R=20ΩR=20Ω
	
	
	02567LEIS DE KIRCHHOFF
	 
		
	
		4.
		Com base na Lei de Kirchhoff das correntes, pode-se afirmar que as correntes I1I1 e I2I2 descritas no circuito da figura valem respectivamente
Fonte: Autora
	
	
	
	3A e 11A.
	
	
	2A e 9A.
	
	
	11A e 3A.
	
	
	4A e 7A.
	
	
	9A e 2A.
	Data Resp.: 12/09/2022 10:00:46
		Explicação:
Justificativa:
A corrente I2I2 refere-se à corrente total do circuito, que retorna para a fonte. Aplicando a LKC na extremidade do ramo que contém o resistor R1R1, tem-se:
I2=6+5=11AI2=6+5=11A
Já para o ramo que contém o resistor R2R2, tem-se:
6=I1+2→I1=5−2=3A6=I1+2→I1=5−2=3A
	
	
	 
		
	
		5.
		Considere o circuito da figura. A partir dos conceitos da Lei de Kirchhoff das correntes (LKC), o valor das correntes I1I1 a I4I4, ilustradas na figura, são, respectivamente:
Fonte: Alexander; Sadiku (2013, p. 60)
	
	
	
	I1=12A,I2=10A,I3=5A,I4=−8AI1=12A,I2=10A,I3=5A,I4=−8A
	
	
	I1=8A,I2=−5A,I3=3A,I4=2AI1=8A,I2=−5A,I3=3A,I4=2A
	
	
	I1=10A,I2=−10A,I3=8A,I4=−6AI1=10A,I2=−10A,I3=8A,I4=−6A
	
	
	I1=12A,I2=−10A,I3=5A,I4=−2AI1=12A,I2=−10A,I3=5A,I4=−2A
	
	
	I1=6A,I2=5A,I3=−4A,I4=7AI1=6A,I2=5A,I3=−4A,I4=7A
	Data Resp.: 12/09/2022 10:00:58
		Explicação:
Justificativa:
Aplicando a LKC:
Nó 2: 3+7+I2=0→I2=−10A3+7+I2=0→I2=−10A
Nó 1: I1+I2=2→I1=2−I2=12AI1+I2=2→I1=2−I2=12A
Nó 4: 2=I4+4→I4=2−4=−2A2=I4+4→I4=2−4=−2A
Nó 3: 7+I4=I3→I3=7−2=5A7+I4=I3→I3=7−2=5A
	
	
	 
		
	
		6.
		Utilizando a Lei de Kirchhoff das tensões, V1V1 e V2V2 no circuito da figura valem respectivamente
Fonte: Autora
	
	
	
	2,5V e 6,8V.
	
	
	1,5V e 8,8V.
	
	
	8,6V e 1,9V.
	
	
	4,8V e 5,5V.
	
	
	3,3V e 4,1V.
	Data Resp.: 12/09/2022 10:01:09
		Explicação:
Justificativa:
Com o valor da corrente de malha (3A3A), é possível calcular as tensões nos resistores de 2,7Ω2,7Ω e de 1,8Ω1,8Ω:
V2,7Ω=2,7×3=8,1VV2,7Ω=2,7×3=8,1V
V1,8Ω=1,8×3=5,4VV1,8Ω=1,8×3=5,4V
Como a tensão no meio do circuito foi fornecida e vale 10V10V, a tensão no resistor R2R2 deverá ser de:
VR2=10−V2,7Ω=10−8,1=1,9VVR2=10−V2,7Ω=10−8,1=1,9V
Pela LKT, a tensão no resistor R1R1 será:
−24+VR1+8,1+1,9+5,4=0−24+VR1+8,1+1,9+5,4=0
 
VR1=8,6VVR1=8,6V
	
	
	02818TEOREMAS THEVENIN E NORTON
	 
		
	
		7.
		(Concurso DPE - RJ / 2019) A figura abaixo apresenta um circuito composto de uma fonte e cinco resistores.
Sabe-se que a ddp da fonte é igual a U e que os resistores são todos iguais a R. O equivalente de Norton visto dos pontos A e B é composto por:
	
	
	
	uma fonte de tensão U/8R e um resistor 8R/3 em paralelo.
	
	
	uma fonte de corrente U/3R e um resistor R em série.
	
	
	uma fonte de tensão 7U/9 e um resistor 3R em paralelo.
	
	
	uma fonte de tensão U/8R e um resistor 8R/3 em série.
	
	
	uma fonte de tensão 5U/9 e um resistor R em série.
	Data Resp.: 12/09/2022 10:01:18
		Explicação:
Gabarito: uma fonte de tensão U/8R e um resistor 8R/3 em paralelo.
Justificativa: Aplicando o curto-circuito na fonte de tensão, faz-se posteriormente o cálculo do equivalente entre os resistores. Assim:
Req1=R+R=2RReq1=R+R=2R
Req2=2RxR3R=23RReq2=2RxR3R=23R
Req3=23R+R+RReq3=23R+R+R
RN=83RRN=83R
Para o cálculo da tensão de Thévenin:
i=U3Ri=U3R
Assim:
Vth=U3RR=U3Vth=U3RR=U3
Transformando as fontes:
V=RiV=Ri
IN=U38R/3IN=U38R/3
IN=U8RIN=U8R
	
	
	 
		
	
		8.
		(TSE / 2012) Observe a citação a seguir.
	Qualquer circuito "visto" entre dois terminais 1 e 2 é equivalente a uma fonte de tensão V igual à tensão em aberto V12 entre 1 e 2, em série com uma resistência equivalente entre os terminais 1 e 2.
Essa citação refere-se a um teorema da teoria da análise de circuitos, conhecido como de
	
	
	
	Thévenin
	
	
	Kirchoff
	
	
	Superposição
	
	
	Fourier
	
	
	Norton
	Data Resp.: 12/09/2022 10:01:31
		Explicação:
Gabarito: Thévenin
Justificativa: Por conhecimento, um circuito equivalente visto de um terminal, onde este é representado por uma fonte em série com uma corrente, é conhecido por Thévenin.
	
	
	02817TEOREMA DA SUPERPOSIÇÃO E CIRCUITOS EQUIVALENTES EM ESTRELA E TRIÂNGULO
	 
		
	
		9.
		Utilizando o Teorema da Superposição no circuito ilustrado na Figura 48, é possível dizer que o valor da tensão VoVo sobre o resistor de 4Ω4Ωé de:
Figura 48: Simulado - Exercício 11 - Fonte: Isabela Oliveira Guimarães
	
	
	
	9,2 V
	
	
	11,2 V
	
	
	6,8 V
	
	
	10,6 V
	
	
	8,4 V
	Data Resp.: 12/09/2022 10:01:42
		Explicação:
O circuito possui 3 fontes, no entanto, uma delas é uma fonte de corrente dependente. Dessa forma, a tensão VoVo será a soma das contribuições das fontes de tensão de 10V e de corrente de 2A.
Vo=V1+V2Vo=V1+V2
Para V_1 (contribuição da fonte de tensão de 10 V):
−10+7i−0,5V1=0−10+7i−0,5V1=0
V1=4i → 10=7i−2i → i=2A,V1=8VV1=4i → 10=7i−2i → i=2A,V1=8V
Para V_2 (contribuição da fonte de corrente de 2 A):
−4+7i−0,5V2=0−4+7i−0,5V2=0
V2=4i → 4=7i−2i=5i → i=0,8A,V2=3,2VV2=4i → 4=7i−2i=5i → i=0,8A,V2=3,2V
Portanto, a tensão Vo será:
Vo=V1+V2=8+3,2=11,2VVo=V1+V2=8+3,2=11,2V
	
	
	 
		
	
		10.
		O circuito elétrico ilustrado na Figura 54 está ligado na conexão em ponte. A partir da conversão entre circuitos em estrela e triângulo, a resistência total vista pelos pontos aa e bb é de:
Figura 54: Simulado - Exercício 17 - Fonte: Isabela Oliveira Guimarães
	
	
	
	3,54Ω3,54Ω
	
	
	2,89Ω2,89Ω
	
	
	1,45Ω1,45Ω
	
	
	2,36Ω2,36Ω
	
	
	1,67Ω