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1. Sabe-se que corrente elétrica é uma grandeza fundamental da física. Sem ela, não seria possível colocar em funcionamento, por exemplo, qualquer aparelho elétrico. A intensidade da corrente elétrica é determinada pela razão entre a quantidade de cargas elétricas, que atravessam um condutor pelo tempo gasto na passagem dessas cargas. NILSSON, J. W. ; RIEDEL, S. A. Circuitos elétricos. 8. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009. A partir do texto apresentado sobre corrente elétrica, considere que em um fio elétrico, durante 1 hora, passam 56,16×10^18 elétrons. Lembrando que 1 coulomb é igual a 6,24×10^18 elétrons, assinale a alternativa correta que apresenta qual é a corrente elétrica no fio. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para calcular a corrente elétrica, a carga elétrica tem que ser dividida pelo tempo. Elétrons passam de fio durante 1 hora, então, a carga elétrica tem que ser dividida por 3600s (quantidade de segundos presentes em 1 hora). A divisão não pode ser feita considerando o tempo em horas ou em minutos. ✓ 0,0025 A. • 0,25 A. • 0,9 A. • 0,025 A. • 9 A. 2. 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. 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. • Wattímetro indica a potência instantânea. • Potência média, é a soma da potência instantânea ao longo de um período. • Uma carga resistiva ( R) ou uma carga reativa ( L ou C) sempre absorve potência média. ✓ Potência média, é a média da potência instantânea ao longo de um período. • A potência instantânea é sempre um valor positivo. 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? Figura - Circuito RLC em corrente contínua Fonte: Elaborada pelo autor. Assinale a alternativa correta. 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. ✓ 0 A • 2,4 A • 2,4 mA • 1,2 A • 1,2 mA 4. Leia o trecho a seguir: “Um circuito com uma constante de tempo pequena dá uma resposta mais rápida, já que atinge o regime estacionário (ou estado final) mais rapidamente em virtude da rápida dissipação da energia armazenada, enquanto um circuito com constante de tempo maior dá uma resposta mais lenta, pois leva mais tempo para atingir o regime estacionário” ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013. p. 226. Observe a figura abaixo. As chaves S1 e S2 estão abertas no início. S1 fecha no t=0, e após 4 segundos, S2 fecha também. Figura - Circuito com fontes de tensão, resistores e indutor Fonte: Elaborada pelo autor. Considerando a citação apresentada e os conteúdos estudados, assinale a alternativa que apresenta qual a opção correta sobre a corrente no indutor para 0<t<4. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para t<0, o circuito não está fechado, então, não temos corrente. Para 0<t<4: , . No regime estacionário, o indutor fica igual ao curto circuito. Ao considerarmos o indutor como curto circuito, temos: . Então: • - . • • ✓ • 5. A separação entre cargas dá origem à força elétrica, que denominamos de tensão, e o movimento da tensão dá origem à corrente elétrica. É sabido que a tensão elétrica é a quantidade de energia gerada para movimentar uma carga. Sendo assim, é possível dizer que o gerador precisa liberar energia elétrica para movimentar uma carga. NILSSON, J. W. ; RIEDEL, S. A. Circuitos elétricos. 8. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009. Considere o uso de uma lâmpada em um estabelecimento qualquer, sabendo que uma corrente elétrica constante de 2A passa nessa lâmpada durante 10 segundos. Se a energia dissipada pela lâmpada for de 2,3 KJ, assinale a alternativa correta que apresenta qual é a tensão sobre a lâmpada. Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para calcular a potência representada por P, é necessário multiplicar a tensão representada por V, pela corrente elétrica representada por I. Em seguida, a energia representada por W é calculada multiplicando a potência pelo tempo em segundos, conforme os cálculos a seguir: P=V×I=V×2=2V W W=P×t=2V×10=20V J 2300=20V V=115 V • 2300 V. • 460 V. • 1150 V. • 230 V. ✓ 115 V. 6. Avalie o circuito ilustrado a seguir, observe que a chave no circuito estava fechada por um longo tempo e fica aberta no t=0. Sendo assim, responda qual opção é correta sobre a corrente no indutor para t>0 ? A equação a seguir define a tensão sobre terminais do capacitor para t>0: )) Figura - Circuito RLC em corrente contínua Fonte: Elaborada pelo autor. Assinale a alternativa correta. Resposta correta. A alternativa está correta, pois a corrente no indutor para t>0 não pode ser confundida com a corrente no indutor para t<0. Além disso, ao realizar os cálculos, os sinais positivos e negativos e o sentido da corrente ou a tensão que está sendo calculada, pode modificar a resposta. • • • • ✓ 7. A análise de circuitos RL é realizada aplicando-se as leis de Kirchhoff. A aplicação das leis de Kirchhoff em circuitos puramente resistivos resulta em equações algébricas; já a aplicação dessas leis a circuitos RL produz equações diferenciais. ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013. A partir dessas informações e do conteúdo estudado a respeito de Circuito RL, assinale a alternativa correta, que apresenta os valores das correntes no indutor e no resistor de 20Ω para t>0 no circuito abaixo. (Considere ) Figura - Circuito RL Fonte: Elaborada pelo autor. Resposta correta. A alternativa está correta, pois no circuito equivalente no t=0, o indutor pode ser substituído com uma fonte de corrente de 5A. Aplicando-se a lei da corrente de Kirchhoff para a malha com resistores de 20 ohms e 40 ohms, tem-se: , , em que é a corrente sobre o resistor de 20 ohms. Para se calcular , é preciso calcular a . A é a resistência vista pelos terminais do indutor. Considerando-se que e são, respectivamente, corrente do indutor e corrente no resistor de 40 ohms, tem-se: = • . • . • , . • , . ✓ , 8. 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? Figura - Circuito RLC Fonte: Elaborada pelo autor. Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta. Resposta correta. A alternativa está correta, pois para calcular o valor de , utilizamos . Se utilizar a equação na forma de , os valores para as raízes e serão errados. Se fosse igual a zero, a resposta não seria amortecida. Se fosse menorque , a resposta não seria amortecida e, também, seria oscilatória • A resposta natural é com amortecimento crítico, , • A resposta natural é com subamortecimento, , ✓ A resposta natural é com amortecimento supercrítico , , • A resposta natural é com amortecimento supercrítico, , • A resposta natural é com amortecimento crítico, , 9. Leia atentamente o excerto a seguir. “O caso com amortecimento crítico em circuitos RLC é a fronteira entre os casos de subamortecimento e de amortecimento supercrítico e ela cai de forma mais rápida. Com as mesmas condições iniciais, o caso de amortecimento supercrítico tem o tempo de acomodação mais longo, pois ele leva o maior tempo para dissipar a energia inicialmente armazenada”. ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de Circuitos Elétricos. 5. ed. São Paulo: Editora Bookman, 2013. Avalie o circuito a seguir e responda, qual é a tensão sobre os terminais do resistor para t>0? Figura - Circuito RLC Fonte: Elaborada pelo autor. A seguir, assinale a alternativa que apresenta a resposta correta. Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiro avaliamos o circuito para t<0. Curto circuitamos o indutor e consideramos o capacitor como circuito aberto. Então, teremos . Depois temos que achar a equação diferencial para que é tensão no resistor igual a: . Logo . Sendo assim, a resposta do circuito é amortecimento crítico e para a tensão temos: . Analisando o circuito para , calculamos valores de A e B. ✓ • • • • 10. Leia o trecho a seguir: Em análise de circuitos, é possível substituir uma fonte de tensão em série com um resistor por uma fonte de corrente em paralelo com um resistor. De acordo com Alexander e Sadiku (2013, p. 120), qualquer uma dessas substituições é conhecida como transformação de fontes. ALEXANDER, C. K.; SADIKU, M. N. O. Fundamentos de circuitos elétricos. 5. ed. São Paulo: Bookman, 2013. Utilizando transformação de fonte de tensão no circuito abaixo, calcule a tensão da saída e assinale a alternativa que apresenta a resposta correta: Figura - Circuito com fonte de tensão, fonte de corrente e resistores Fonte: Elaborada pelo autor. Resposta correta. A alternativa está correta, pois podemos substituir as fontes de corrente com o resistor em paralelo por uma fonte de tensão com um resistor em série e vice-versa. A fonte de 6 A e o resistor de 4 ohms em paralelo podem ser substituídos por uma fonte de tensão de 24 volts e um resistor de 4 ohms em série. Após a conversão, os resistores de 3 e 4 ohms estarão em série e podem ser somados. Ao converter as fontes de tensão para as fontes de corrente, teremos 3 resistores de 7 ?, 8 ? e 6 ? em paralelo e duas fontes de corrente de 2,42 A e 1,5 A. Então: A corrente que passa pelo resistor equivalente é de ( . • ✓ • • •
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