CIRCUITOS ELÉTRICOS I

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Sabe-se que a “potência máxima é transferida a uma carga quando a resistência de carga for igual à resistência de Thévenin quando vista da carga” (ALEXANDER; SADIKU, 2013, p. 133).
 
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013.
Diante dessa informação, analise o circuito abaixo:
Figura - Circuito com fontes de tensão e resistores
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
A partir do exposto, responda: qual é a máxima transferência de potência para a carga no circuito? Analise as afirmativas a seguir e julgue a alternativa correta:
Resposta correta: 5,12W
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, primeiramente, temos que obter o circuito equivalente de Thévenin visto pelo terminal ab. Consideramos a resistência do como infinita e colocamos uma fonte de corrente com a corrente entre a e b e calculamos a tensão da fonte de corrente. Aplicando as leis de Kirchhoff, teremos:
Também:
Então:
Leia o trecho a seguir:
“Circuito RC são circuitos de primeira ordem. Sabe-se que um circuito de primeira ordem é caracterizado por uma equação diferencial de primeira ordem. Uma maneira de excitar um circuito RC é pelas condições iniciais dos elementos de armazenamento no circuito, no qual, chamado circuito sem fonte, supomos que a energia esteja armazenada inicialmente no elemento capacitivo ou indutivo. A energia faz a corrente fluir no circuito e ser gradualmente dissipada nos resistores.”
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013. p. 224.
A partir da leitura do fragmento acima, fica evidente o papel de circuitos RC, assim, assinale a alternativa que apresenta qual a opção correta para no circuito abaixo. (Considere .)
Figura - Circuito RC
Fonte: Elaborada pelo autor.
Resposta correta: 
Leia o trecho a seguir:
“Se um circuito tiver duas ou mais fontes independentes, uma maneira de determinar o valor de uma variável específica (tensão ou corrente) é usar a análise nodal ou a de malhas. Outra forma seria determinar a contribuição de cada fonte independente à variável e então somá-las. Essa última forma é conhecida como superposição” (ALEXANDER; SADIKU, 2013, p. 115).
 
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013.
 
A partir dessas informações, considere o circuito abaixo:
Figura - Circuito com fonte de tensão, fonte de corrente e resistor
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
A partir da figura acima e do fragmento citado, calcule a tensão , utilizando propriedade de superposição e, em seguida, julgue qual das alternativas é a correta:
Resposta correta: 12v 
Resposta correta. A alternativa está correta porque analisamos a contribuição de cada fonte de forma independente, aplicando a fonte de 12 e considerando a fonte de 3 A como contato aberto, calculamos a tensão sobre o resistor e, desse modo, temos:. Aplicando a fonte de 3 A, a corrente sobre o resistor será igual a 0 A ; sendo assim, a tensão sobre o resistor será igual a zero.
Sabe-se que resistores têm como uma de suas principais funções a oposição ao fluxo de carga elétrica. De acordo com Alexander e Sadiku (2013), a oposição ao fluxo de carga elétrica é consequência das colisões entre elétrons que constitui o material.
 
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013. 
 
Considerando que, no excerto, fica evidente a importância de resistores em circuitos elétrico, analise a figura a seguir e calcule qual é a corrente do circuito e a potência dissipada pelo resistor. Em seguida, assinale a alternativa correta.
 
Figura - Circuito com resistor
Fonte: Elaborada pelo autor.
Resposta correta: P=0,18W, i=6mA
Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiro convertemos a resistência elétrica representada por R que está com unidade de kilo ohms para unidade de ohms. Em seguida, calculamos a corrente elétrica representada por I, dividindo a tensão pela resistência elétrica e, finalmente, calculamos a potência, conforme cálculos a seguir: R=5 k?=5000? I=V/R=30/5000=0,006 A=6 mA P=V^2/R=30^2/5000=0,18 W
Leia o excerto a seguir:
“Quanto menor a constante de tempo de um circuito, mais rápida a taxa de decaimento da resposta. Quanto maior for a constante de tempo, mais lenta a taxa de decaimento da resposta”.
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013. p. 230.
Observe a figura abaixo. A chave no circuito esteve fechada por um longo tempo, tendo sido aberta no t=0. Considerando a citação apresentada e os conteúdos estudados, assinale a alternativa que apresenta qual a opção correta sobre a corrente no indutor para t>0.
Figura - Circuito com resistores e indutor
Fonte: Elaborada pelo autor.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois No t<0, quando a chave está fechada, a energia fica armazenada no indutor. No t>0, quando a chave fica aberta, temos um circuito sem fonte e a energia do circuito é a energia armazenada no indutor. No t<0 (chave fechada), podemos considerar o indutor como curto circuito, então, a corrente sobre o resistor de 20? é 0.
 
Para t>0, quando a chave está aberta, ao calcularmos a resistência equivalente, temos:
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: 
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.
)
Leia o trecho a seguir:
“Capacitores em paralelo se associam da mesma forma que os resistores em série. A capacitância equivalente de N capacitores ligados em paralelo é a soma de suas capacitâncias individuais. A capacitância equivalente dos capacitores associados em série é o inverso da soma dos inversos das capacitâncias individuais” (ALEXANDER; SADIKU, 2013, p. 197).
 
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013.
 
Diante do exposto, qual é a tensão sobre o capacitor C3 no circuito abaixo? Assinale a alternativa correta:
Figura - Circuito com fonte de tensão e capacitores
Fonte: Elaborada pelo autor.
Resposta correta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois dois capacitores de C1 e C2 estão em paralelo, logo, a capacitância equivalente para esses dois capacitores é de 40 mF (20mF + 20mF). A capacitância equivalente de 40mF está em série com o capacitor de 60mF. A capacitância equivalente para o circuito será:. Então:
Leia o trecho a seguir:
“Capacitor é um elemento passivo projetado para armazenar energia em seu campo elétrico. Além dos resistores, os capacitores são os componentes elétricos mais comuns, sendo largamente utilizados em eletrônica, comunicações, computadores e sistemas de potência, assim como, por exemplo, em circuitos de sintonia de receptores de rádio e como elementos de memória dinâmica em sistemas computadorizados” (ALEXANDER; SADIKU, 2013, p. 133).
 
ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013.
 
A partir da leitura do trecho e considerando os conteúdos estudados no ebook da disciplina, questiona-se: se uma tensão de 30 V está conectada a um capacitor de 6 pF, qual é a carga elétrica e a energia armazenada no capacitor? Assinale a alternativa correta: 
Resposta correta: ,
Resposta correta. A alternativa está correta porque a carga elétrica representada por é igual à capacitância representada por C multiplicada pela tensão do capacitor. A energia armazenadano capacitor é calculada multiplicando-se a capacitância elevada a dois da tensão do capacitor e dividindo-se o produto por dois.
 
Avalie o circuito a seguir, observe que a chave no circuito abaixo estava aberta por um longo tempo e fica fechada no t=0. Nesse sentido, responda qual opção é correta sobre a corrente no indutor para t>0 ? O circuito contém uma fonte independente de tensão CC e uma fonte dependente de corrente.
Figura - Circuito RLC
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
A seguir, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta.
Resposta correta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois quando a chave está aberta, a corrente no indutor está igual a zero e também, a corrente da fonte dependente está igual a zero. Então:. Nessas condições, podemos concluir que:. Após o fechamento da chave, temos que descrever a corrente no indutor através de uma equação diferencial. Logo teremos:. Observamos que e a resposta do circuito é amortecimento supercrítico. Após calcular as constantes, a resposta do circuito será descrita na seguinte forma:
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.
Figura - Circuito RLC em corrente contínua
Fonte: Elaborada pelo autor.
A seguir, assinale a alternativa correta.
Resposta correta: 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.