Eletrônica II_BS_A1_ProvaEspecial (GABARITO)

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CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA 
TURMA: ELT0801N VISTO DO COORDENADOR PROVA TRAB. GRAU 
RUBRICA DO 
PROFESSOR 
DISCIPLINA: ELETRÔNICA II AVALIAÇÃO REFERENTE: A1 A2 A3 
PROFESSOR: VINICIUS COUTINHO DE OLIVEIRA MATRÍCULA: Nº NA ATA: 
DATA: 07/10/2019 NOME DO ALUNO: 
UNIDADE: BONSUCESSO 
 
******************************** IMPORTANTE ******************************** 
 LEIAM OS ENUNCIADOS DAS QUESTÕES COM A MÁXIMA ATENÇÃO. 
 É permitido usar calculadora. 
 Não é permitido consultar qualquer material além do fornecido com a prova. 
 Raciocínio e respostas devem ser registrados neste caderno, no espaço reservado respectivo a cada 
questão. 
 Favor escrever o mais legivelmente possível. 
 RESOLVAM AS QUESTÕES DE MANEIRA ORGANIZADA. 
 FAÇAM A PROVA COM CALMA E ATENÇÃO! 
 No resultado das questões numéricas, indique sempre as unidades! Tenha o cuidado de notá-las 
corretamente!!! 
 O tempo total de prova será indicado no quadro, sendo este tempo improrrogável. 
 A nota máxima desta prova escrita é 10,0 (dez). Sobre a nota obtida pelo aluno nesta prova escrita 
será aplicado um peso de 0,75, pois esta equivale a 75% da nota da A1. 
Boa prova!!! 
******************************** FORMULÁRIO ******************************** 
 Ganho do amplificador inversor: AV = −(Rf /R1) 
 Ganho do amplificador não-inversor: AV = 1 + (Rf /R1) 
 Fator de escala do circuito diferenciador: k = −(RC) 
 Fator de escala do circuito integrador: k = −1/(RC) 
 Frequência de corte de filtros ativos: fc = 1/(2RC) 
************************************************************************************* 
******************** CADERNO DE QUESTÕES E RESPOSTAS ******************** 
************************************************************************************* 
[Q.1] (Assunto tratado na Aula 02) 
Seja um esquema simplificado de um amplificador diferencial transistorizado o mostrado na Figura Q.1. 
Considere que esteja sendo aplicado à entrada inversora (base do transístor Q2) um sinal de polaridade 
negativa. Realize a análise de sinais no circuito e complete o Quadro-Resposta Q.1, considerando o 
comportamento das grandezas elétricas indicadas (isto é, se cada grandeza em questão aumenta ou 
diminui) para os respectivos elementos do circuito, desde esta entrada até a saída inversora. [1,0 ponto] 
 
 
 
FIGURA Q.1 
QUADRO-RESPOSTA Q.1 
[GABARITO] 
V
S2
 VB(Q
2
)
 V
CE(Q
2
)
 I
C(Q
2
)
 V
R
E
 V
E(Q
1
)
 I
C(Q
1
)
 V
R
C
(Q
1
)
 V
C(Q
1
)
 V
O−
 
          
[1,0 ponto se responder corretamente] 
 
[Q.2] (Assunto tratado na Aula 04) 
Seja o circuito básico do milivoltímetro DC apresentado na Figura Q.2(a). Este circuito pode ser 
considerado uma fonte de corrente controlada por tensão. A corrente produzida na saída do circuito 
percorre a bobina do medidor M, a qual gera um campo magnético proporcional. A interação do campo 
magnético com o ponteiro provocará o deslocamento deste. O movimento do medidor é entre 0 e 1 mA, 
ou seja, quando a corrente que passa pela bobina for de 1 mA, a deflexão do ponteiro será completa. 
 
FIGURA Q.2(a) 
Seja função de transferência a relação entre as grandezas elétricas de saída e de entrada. Seja a corrente 
de saída correspondente à tensão sobre Rs (a resistência ôhmica da bobina pode ser desprezada). Seja o 
ganho de tensão do circuito dado pela relação entre o valor do resistor de realimentação e o valor do 
resistor de entrada. 
a. Calcule a função de transferência do circuito para os seguintes valores de resistores: R1 = 10 k, 
Rf = 100 k e Rs = 20 . Indique as unidades! OBS.: demonstre seus cálculos. Não será validada 
a questão se não forem demonstrados os cálculos. [0,75 ponto] 
 
 
[ESPAÇO PARA RESPOSTA DA Q.2 (a)] 
[GABARITO] 
|Io/Vin| = (Vo/Rs)/Vin = Rf/(R1  Rs)  = 100 k/(10 k  20 ) = 0,5 (em A/V ou Ω
-1). 
[0,75 ponto se responder corretamente; descontar -0,25 p. se não indicar a unidade corretamente] 
 
 
b. Indique a posição do ponteiro no painel indicador [Figura Q.2(b)] para um sinal medido Vin = 1,6 
mV. OBS.: demonstre seus cálculos. Não será validada a questão se não forem demonstrados 
os cálculos. [0,75 ponto] 
[ESPAÇO PARA RESPOSTA DA Q.2 (b) (desenho e cálculos)] 
[GABARITO] 
|Io/Vin| = 0,5 A/V  Io = 0,5 x 1,6 mV = 0,8 mA. 
Para Vin = 1,6 mV, Io = 0,8 mA, e o ponteiro atinge 80% do seu curso. 
[0,75 ponto se desenhar corretamente, cf. abaixo, E apresentar a demonstração numérica] 
 
FIGURA Q.2(b) 
 
[Q.3] (Assunto tratado na Aula 03) 
Solicita-se o projeto de um circuito eletrônico com CI amplificador operacional que produza em sua saída 
uma rampa de tensão com razão de −5 V/s enquanto a entrada de sinal estiver acionada – por exemplo, 
enquanto o operador mantiver pressionada uma botoeira, é gerado um sinal de aceleração de um motor. O 
diagrama de circuito simplificado que realiza esta função é mostrado na Figura Q.3(a). 
 
FIGURA Q.3(a) 
 
Seja o sinal de entrada o mostrado na Figura Q.3(b). Seja R = 20 k. Para qual valor de C é produzido o 
sinal de saída solicitado no enunciado da questão? Assinale a alternativa correta, justificando sua resposta 
numericamente. Não será validada a questão se não forem demonstrados os cálculos. 
[1,5 ponto] 
 
 
 
FIGURA Q.3(b) 
A. C = 100 F 
B. C = 10 F 
C. C = 1 F 
D. C = 100 nF 
E. C = 10 nF 
 
[ESPAÇO PARA RESPOSTA DA Q.3] 
[GABARITO] 
Opção correta: (B) [1,5 ponto se responder corretamente com cálculos] 
O fator de escala deve ser de −5. A única solução possível é aquela em que o produto RC é 0,2, pois o 
fator de escala do circuito integrador é −1/RC; logo, a resposta correta é (C): k = −1/(2101031010-6) 
= −1/0,2 = −5 (capacitor de 1010-6 F). 
 
[Q.4] (Assunto tratado na Aula 04) 
 
FIGURA Q.4 
Seja a fonte de corrente constante mostrada na Figura Q.4. Sejam os seguintes parâmetros de projeto: 
 
 
− Tensão da fonte de alimentação (VCC+) = 10 V. 
− Corrente de saída (IO) = 20 mA. 
− Tensão sobre o resistor R1 = 30% da tensão da fonte de alimentação. 
− Resistor R3 = 1,5 k. 
Elabore o projeto da fonte, determinando os valores de R1 e R2 de modo que as especificações acima 
apresentadas sejam devidamente atendidas. [1,0 ponto] 
[ESPAÇO PARA RESPOSTA DA Q.4] 
R1 = VR1/Io 
VR1 = 3 V (dado); /Io = 20 mA (dado)  R1 = 150  [+ 0,5 ponto] 
VR3 = VR1 = 3 V (terra virtual); R3 = 1,5 k (dado)  R2 = 3,5 k [+ 0,5 ponto] 
 
[Q.5] (Assuntos tratados nas Aulas 01, 03, 04 e 05) 
Seja o circuito da Figura Q.5, composto por três amplificadores operacionais e quatro resistores idênticos. 
 
FIGURA Q.5 
a. Considere os amplificadores operacionais ideais, e sejam as assertivas a seguir. 
I. Para V1 = +5 V e V2 = −5 V, Vout = 0 V. 
II. Para V1 = +5 V e V2 = −5 V, Vout = −10 V. 
III. Para V1 = +5 V e V2 = −5 V, Vout = +10 V. 
IV. Para V1 = +5 V e V2 = −5 V, a tensão no ponto “A” do circuito é igual a −2,5 V. 
V. Em operação de modo comum, Vout = 0, independentemente dos valores aplicados 
às entradas. 
Assinale a opção correta. [1,5 ponto] 
(a) São verdadeiras as afirmativas I, IV e V. 
(b) São verdadeiras as afirmativas II, IV e V. 
(c) São verdadeiras as afirmativas III, IV e V. 
(d) A afirmativa IV é falsa. 
(e) A afirmativa V é falsa. 
[GABARITO] 
Opção correta: (B) [1,0 ponto se responder corretamente] 
 
 
b. Considere agora que o esquema da Figura Q.5 tenha sido implementado através de dois diferentes 
circuitos montados com amplificadores operacionais práticos. No circuito #1, são usados três CI’s, 
com RRMC = 95 dB, impedância de entrada Zin = 2 M e slew rate SR = 0,5 V/s. No circuito 
#2, são empregados três CI’s, estes com RRMC = 86 dB, Zin = 10
12  e SR = 13 V/s. 
Sejam as assertivas a seguir. 
I. Considerando a característica de Zin do amplificadoroperacional ideal, podemos afirmar 
que o circuito #2 é o que mais se aproxima dela. 
II. O circuito #1 é o mais indicado para aplicações em que ruído e interferência vêm somados 
ao sinal de interesse. 
III. O circuito #2 é o menos indicado para aplicações de alta frequência. 
Assinale a opção correta. [1,0 ponto] 
(a) As três afirmativas são falsas. 
(b) São verdadeiras as afirmativas I e II, e é falsa a afirmativa III. 
(c) São verdadeiras as afirmativas II e III, e é falsa a afirmativa I. 
(d) Somente a afirmativa II é verdadeira. 
(e) As três afirmativas são verdadeiras. 
 
[GABARITO] 
Opção correta: (B) [1,0 ponto se responder corretamente] 
[Q.6] (Assunto tratado na Aula 01) 
 
FIGURA Q.6 
Seja a tensão diferencial de entrada de um amp-op, Vd , dada pela diferença entre as tensões Vi1 e Vi2 e a 
tensão comum de entrada, Vc , dada pela média aritmética entre as tensões Vi1 e Vi2. Seja, ainda, seu sinal 
de saída Vo = AdVd + AcVc, onde Ad é o ganho diferencial e Ac o ganho de modo-comum. A razão de 
rejeição de modo comum, RRMC, é dada pela razão entre Ad e Ac. 
Seja o circuito mostrado na Figura Q.6. Considere que Vi1 = 115 V, Vi2 = 100 V, Ad = 20.000 e RRMC 
= 100.000. Assinale no quadro a seguir a opção correta, isto é, aquela em que todas as correspondências 
estão adequadamente indicadas. [1,0 ponto] 
OPÇÃO Ac = Vo  
(A) 0,2 240 mV 
(B) 0,2 300 mV 
(C) 0,2 450 mV 
(D) 106 240 mV 
(E) 106 300 mV 
 
 
[ESPAÇO PARA REGISTRAR O RACIOCÍNIO DA Q.6] 
[GABARITO] 
Opção correta: (B) [1,0 ponto se responder corretamente] 
Ac = Ad /RRMC = 20.000/100.000 = 0,2. 
Vo = Ad Vd + AcVc = (20000)(15 V) + (0,2)(107,5 V) = 300 mV + 0,0215 mV = 300,0215 mV ( 300 
mV). 
[Q.7] (Assunto tratado na Aula 04) 
Seja o filtro ativo apresentado na Figura Q.7. 
 
FIGURA Q.7 
a. Calcule a frequência de corte e o ganho deste filtro. Obs.: demonstre seus cálculos. [1,0 ponto] 
[ESPAÇO PARA RESPOSTA DA Q.7 (a)] 
[GABARITO] 
fc = 1/(2 RC) = 1/(2 1010
31010-9) ≈ 1591 Hz. [+ 0,5 ponto] 
A = 1 + (Rb/Ra) = 1 + (27 kΩ/47 kΩ) ≈ 1,57. [+ 0,5 ponto] 
[Descontar -0,3 p. se não indicar a unidade corretamente] 
 
b. Trata-se de que tipo de filtro: passa-alta, passa-baixa ou passa-faixa? [0,5 ponto] 
[ESPAÇO PARA RESPOSTA DA Q.7 (b)] 
[GABARITO] 
Passa-baixa. [0,5 ponto se responder corretamente] 
 
************************************** FIM **************************************