Gabarito energias renováveis

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Gabarito exercìcios assunto 1 - 2- 3- 4- 5- 6
Assunto 1
1. No circuito da figura a seguir, as correntes I1, I2 e I3 são, respectivamente:
Resposta correta
A.
1,2 A; 0,8 A; 2 A.
Por que esta resposta é a correta?
Resistência equivalente total: ReqT = 26 + (40 x 60)/(40 + 60) = 50 Ω
Corrente total = corrente I3 = 100/50 = 2 A
Aplicando a divisão de corrente para encontrar a corrente I1: I1 = 2 x 60/(60 + 40) = 1,2 A
Aplicando a divisão de corrente para encontrar a corrente I2: I2 = 2 x 40/(40 + 60) = 0,8 A
2-No circuito da figura a seguir, as tensões sobre os resistores de 40 Ω, 60 Ω e 26 Ω são,
respectivamente:
Resposta correta
B.
48 V; 48 V; 52 V.
Por que esta resposta é a correta?
Resistência equivalente total: ReqT = 26 + (40 x 60)/(40 + 60) = 50 Ω
Corrente total = corrente I3 = 100/50 = 2 A
A tensão sobre o resistor de 26 Ω, pela lei de Ohm, será: V3 = R3 x I3 = 26 x 2 = 52 V
As tensões sobre os resistores de 40 Ω e 60 Ω são iguais e têm valor igual a: V1 = V2 = Vfonte -
V3 = 100 - 52 = 48 V
3-3.
No circuito da figura a seguir, as tensões v1 e v2 são, respectivamente: 
Resposta correta
C.
45 V e 60 V.
Por que esta resposta é a correta?
Aplicando a LKC e adotando o nó superior como nó A, e o nó inferior como nó terra, temos:
-VA/4k + 30 x 10-3 - VA/5k - VA/20k = 0
VA = 60 V (tensão do nó superior, nó A, em relação ao nó terra) é igual à tensão V2, logo V2 = 60
V.
Aplicando a divisão de tensão para encontrar a tensão V1, temos: V1 = VA x 3k/(3k + 1k) = 60 x
3k/(3k + 1k) = 45 V
V1 = 45 V
4.
No circuito da figura a seguir, os valores da corrente I5, da tensão v1 e da tensão v2 são,
respectivamente:
Resposta correta
D.
2 A; –4 V; 6 V.
Por que esta resposta é a correta?
I5 = 24/(3 + 2 + 7) = 2 A
v1 = –2 x I5 = –2 x 2 = – 4 V
v2 = 3 x I5 = 3 x 2 = 6 V
5.
No circuito da figura a seguir, aplicando as leis de Ohm e Kirchhoff, o valor da resistência R
será:
Resposta correta
E.
4 Ω.
Por que esta resposta é a correta?
Inicialmente, calculam-se as correntes que circulam pelos resistores de 24 Ω e 8 Ω, aplicando a
lei de Ohm:
I1 = 120/24 = 5 A
I2 = 120/8 = 15 A
Aplicando a LKC ao nó superior, sabendo que a corrente que sai da fonte é IT:
IT - I1 - I2 = 0 => IT = I1 + I2 = 5 + 15 = 20 A
A tensão sobre o resistor R será: VR = 200 - 120 = 80 V
O valor da resistência R, aplicando a lei de Ohm, será:
R = VR/IT = 80/20 = 4 Ω
ASSUNTO 2
1.
Suponha que você esteja usando um LED vermelho para sinalizar uma condição interna de um
robô. O acionamento do LED será a partir de um circuito microcontrolador que consegue
fornecer uma tensão de 5V e uma corrente elétrica de, no máximo, 20mA. Considere que o LED
vermelho tem uma tensão de joelho de 2,2V. Como você irá montar esse circuito para que ele
funcione sem problemas?
Resposta correta
D.
Ligando um resistor de 140Ω em série com o LED.
Por que esta resposta é a correta?
Colocar dois LEDs em paralelo irá provocar uma sobrecarga de corrente no circuito
microcontrolador. A ligação em série dos LEDs não irá provocar uma queda de tensão suficiente
para que o microcontrolador drene a corrente adequada para o funcionamento.
Para que o circuito funcione sem problemas, o ideal é colocar um resistor em série para limitar a
corrente no circuito. Esse resistor deve ser calculado de forma a limitar o circuito a uma corrente
de 20mA. Podemos usar a relação Rs = (Vs-Vd)/Is, em que Vs=5V, Vd=2,2V e Is=20mA,
resultando em um resistor de 140Ω.
2.
Um LED foi ligado a uma bateria automotiva para funcionar como um sinal de iluminação, cujo
circuito elétrico está ilustrado na figura a seguir. Considere o resistor R1=5Ω. Se é desejado usar
um LED branco, cuja potência é de 5W, qual é a tensão de limiar do LED?
 
Resposta correta
C.
2,68V.
Por que esta resposta é a correta?
Para resolver este exercício, devemos levantar as equações disponíveis acerca do circuito. Você
vai assumir que: a queda de tensão no LED é VL; a queda de tensão no resistor é VR; a tensão
da fonte é VF=12V; a potência do LED é PL=5W; o valor da resistência é R1=5Ω e a corrente do
circuito é I. Dessa forma, podemos observar que:
(1) VR + VL = VF
(2) VR = R1.I (1ª Lei de Ohm)
(3) PL = VL.I
Resolvendo esse sistema de equações, temos que VL = 2,68V.
3.
A partir da associação de capacitores da figura a seguir, determine qual o valor do capacitor que
pode ser usado para substituir todo o circuito. 
Resposta correta
C.
12,53uF.
Por que esta resposta é a correta?
O circuito da figura consiste em uma associação mista de capacitores em série e em paralelo.
Os 3 capacitores em série de 1uF são equivalentes a uma capacitância de 1/3uF. Essa
capacitância equivalente está em paralelo com os capacitores de 10uF e de 2,2uF, o que resulta
em uma capacitância final de 12,53uF.
4.
Um sistema de iluminação de emergência é composto por 4 LEDs de 3W cada, conforme
mostra a figura a seguir. A bateria desse sistema é de 15V. Para que os LEDs possam acender
de forma segura, é necessário que haja resistores para limitar sua corrente elétrica. Qual o valor
que R1 deve ter no circuito para que os LEDs acendam com sua potência máxima, sabendo que
a tensão de joelho dos LEDs é de 3,4V?
 Resposta correta
E.
9,3Ω.
Por que esta resposta é a correta?
Pela análise das quedas de tensão em um ramo do circuito, podemos estabelecer que VR1 + VL
+ VL = 15V, em que VR1 representa a queda de tensão no resistor R1 e VL a queda em cada
LED, que deve ser igual à tensão de joelho, que é de 3,4V. Sendo assim, a queda de tensão em
R1 é VR1=8,2V. Pela regra da potência dos diodos, a corrente para que o LED tenha potência
máxima deve ser I = P/VL = 882,4mA. Pela 1ª Lei de Ohm, estabelecemos que a resistência
deve ser R = V/I = 8,2V / 882,4mA = 9,3Ω.
5.
Considere um circuito retificador de onda completa em ponte, conforme ilustrado a seguir. A
tensão de entrada é senoidal com uma tensão Vin pico a pico de 25V e uma frequência de
250Hz. A resistência da carga é de 4,7kΩ. Qual deve ser o menor valor do capacitor C1 para
que a ondulação da tensão na carga seja menor do que 0,5V?
 
Resposta correta
A.
20,1uF.
Por que esta resposta é a correta?
Para determinar o valor mínimo do capacitor devemos, em primeiro lugar, determinar qual a
corrente contínua que passa pelo resistor RL. Para determinar essa corrente, devemos
determinar qual a tensão pico a pico após a ponte retificadora, considerando, para isso, que a
tensão de saída da ponte é V2 = V1 - 1,4 = 25V - 1,4 = 23,6V. Agora, podemos usar a 1ª Lei de
Ohm, em que I = V/R = 23,6V / 4,7kΩ = 5,02mA. Com esses dados, obtemos o valor da
capacitância a partir da relação Vr = I/(f.C). Para a frequência, consideramos 500Hz, pois a
ponte retificadora de onda completa em ponte faz com que a frequência do sinal seja dobrada.
Dessa forma, assumindo que a ondulação Vr <= 0,5V, obtemos uma capacitância C >= 20,1uF.
ASSUNTO 3
1. Medidores analógicos usam um _____________ e um sistema mecânico de movimento. O
medidor consiste em uma ____________ suspensa entre os pólos de um ____________ na
forma de ferradura.
Resposta correta
E.
Ponteiro, bobina móvel, ímã permanente.
Por que esta resposta é a correta?
Medidores analógicos usam um ponteiro e um sistema mecânico de movimento. O medidor
consiste em uma bobina móvel suspensa entre os pólos de um ímã permanente na forma de
ferradura.
2. Medidores digitais têm ______________, circuito eletrônico _________ dedicado, conversor
A/D, têm ______ precisão e custos _________ e têm leitura ________ confiável.
Resposta correta
C.
Display decimal, digital, maior, menores, mais.
Por que esta resposta é a correta?
Medidores digitais têm display decimal, circuito eletrônico digital dedicado, conversor A/D, têm
maior precisão e custos menores e têm leitura mais confiável.
3. Os multímetros mais tradicionais do mercado, de custo acessível, podem ser:
Resposta correta
A.
Voltímetro, amperímetro, ohmímetro.
Por que esta resposta é a correta?
Os multímetros mais tradicionais do mercado, de custo acessível, podem ser voltímetro,amperímetro, ohmímetro.
4. O amperímetro é conectado _________ para medir o fluxo da corrente.
Resposta correta
D.
Em série.
Por que esta resposta é a correta?
A corrente elétrica é medida em série, abrindo-se o circuito para medir o fluxo da corrente.
5. O ohmímetro é conectado _________ para medir a resistência
Resposta correta
E.
Sobre o componente ou circuito, em paralelo.
Por que esta resposta é a correta?
A resistência é medida sobre o componente ou o circuito, com o ohmímetro, em paralelo.
ASSUNTO 4
1. A Lei de Kirchhoff para as tensões, também conhecida pela sigla LKT, determina que o
somatório das tensões em uma malha fechada deve ser igual a zero. Circuitos como o descrito a
seguir, ditos RLC, são muito utilizados na criação de filtros de frequência.
Utilizando a LKT, determine a corrente elétrica do circuito a seguir.
 
Resposta correta
0,316 ∟ − 161,56° A
2. Juntas, as Leis de Ohm e de Kirchhoff permitem a análise de qualquer circuito linear em
regime permanente, ainda que a tensão de alimentação seja alternada. Além dos circuitos de
filtro de frequência, é comum encontrar modelos de linhas de transmissão representados por
resistores, capacitores e indutores, normalmente de valores mais elevados devido às grandes
dimensões dos circuitos como o exemplo a seguir.
Determine a tensão no indutor L1 do circuito a seguir:
Resposta
 3,81 ∟0° V
3. A Lei de Kirchhoff para as correntes determina que o somatório das correntes em um nó deve
ser igual a zero. Assim, todas as correntes que chegam devem ter exatamente a mesma
intensidade das correntes que saem. Circuitos com indutância e capacitância consideráveis,
mas resistências desprezíveis, são muito utilizados na criação de ressonadores que servem
como base de tempo para circuitos digitais.
Dado o circuito a seguir, determine as correntes em C1 (IC1) e L1 (IL1).
4. Muitas vezes, nos deparamos com circuitos em que múltiplas fontes de alimentação estão
presentes. A presença de fontes de corrente e de tensão em um mesmo circuito pode dificultar a
análise pelas Leis de Kirchhoff. Entretanto, é possível transformar uma fonte de tensão em uma
de corrente, e vice-versa. Considerando o circuito a seguir, determine qual dos circuitos
corresponde a uma fonte substituída equivalente ao circuito original. 
 
Resposta
5. Outra forma muito utilizada para analisar circuitos com fontes mistas de corrente e tensão é o
teorema da superposição, em que o circuito é analisado para cada fonte individualmente.
Utilizando o teorema da superposição, determine a tensão no capacitor C1 do circuito a seguir:
 
Resposta correta
17,5∠18,56° V
ASSUNTO 5
1. (ENEM/2012 - Adaptada) Suponha que você é um consultor e foi contratado para assessorar
a implantação de uma matriz energética num pequeno país com as seguintes características:
região plana, chuvosa e com ventos constantes, dispondo de poucos recursos hídricos e sem
reservatórios de combustíveis fósseis
De acordo com as características desse país, a matriz energética de menor impacto e risco
ambiental é a baseada na energia:
Resposta correta
E.
eólica.
Por que esta resposta é a correta?
Esta parece ser a melhor opção, já que nesse país existem ventos constantes, os quais podem
ser explorados na geração de energia.
2. (ENEM/2002) Em usinas hidrelétricas, a queda d’água move turbinas que acionam geradores.
Em usinas eólicas, os geradores são acionados por hélices movidas pelo vento. Na conversão
direta solar-elétrica são células fotovoltaicas que produzem tensão elétrica. Além de todos
produzirem eletricidade, esses processos têm em comum o fato de:
Resposta correta
D.
utilizarem fontes de energia renováveis.
Por que esta resposta é a correta?
Tanto a energia eólica, quanto a hidráulica e a solar utilizam fontes renováveis de energia: vento,
água e sol.
3. De acordo com o livro-texto desta Unidade de Aprendizagem, Meio ambiente e
sustentabilidade, de Rosa, Fraceto e Moschini-Carlos, existem diferentes fontes de energia,
diferentes energéticos, que podem causar maior ou menor impacto no ambiente. Observe as
características a seguir:
• Melhor lubrificação e menor corrosão do motor.
• Presença de oxigênio molecular, que auxilia a queima e diminui a produção de fuligem.
• Melhor funcionamento do motor em épocas frias.
• Ausência de enxofre na composição.
Qual dos seguintes combustíveis têm as características listadas acima?
Resposta correta
D.
Biomassa (biodiesel).
Por que esta resposta é a correta?
Estas características fazem com que este tipo de combustível de origem biológico seja utilizado
cada vez mais, misturando-se com o diesel comum (petróleo).
4. (ENEM/2007) Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para
a diminuição dos gases causadores do aquecimento global?
Resposta correta
E.
Vento.
Por que esta resposta é a correta?
O vento é um fonte renovável que utiliza a força do vento, sem nenhum processo de combustão
e sem geração de gases de efeito estufa.
5.
De acordo com o livro-texto desta Unidade de Aprendizagem, Meio ambiente e sustentabilidade,
de Rosa, Fraceto e Moschini-Carlos, o etanol é considerado um combustível pouco poluidor, já
na sua combustão não se geram gases de efeito estufa nem outras substâncias passíveis de
produzir contaminação. No entanto, é necessário levar em consideração os possíveis problemas
ambientais gerados no processo de produção deste combustível. Analise a seguir alguns
impactos negativos:
I. Impactos negativos advindos de qualquer empreendimento industrial.
II. Produção de gases de efeito estufa produzidos no processo agrícola da cana de açúcar.
III. Produção de gases de efeito estufa produzidos pela queima da cana para o corte.
IV. Produção de elevadas quantidades de fuligem geradas na queima dos canaviais para facilitar
o corte.
V. Destruição da matéria orgânica e impermeabilização do solo na produção agrícola da cana de
açúcar.
Dos itens listados acima, os impactos negativos da produção de álcool são:
Resposta correta
D.
I, II, III, IV e V.
Por que esta resposta é a correta?
Todos estes problemas ou impactos são produzidos no processo de produção de etanol, desde
a cultura da cana até a queima e o processo industrial.
ASSUNTO 6
Exercícios
1. A geração de energia para suprir as necessidades humanas pode ser feita mediante fontes
renováveis e fontes não renováveis. Essas fontes estão relacionadas com o recurso utilizado na
geração da energia. Considere as seguintes fontes de energia:
I – Movimentos dos rios e carvão mineral
II – Calor do sol e petróleo
III – Matéria orgânica e urânio
Apresenta(m) exemplos de recurso renovável e recurso não renovável, respectivamente:
Resposta correta
E.
I, II e III.
Por que esta resposta é a correta?
Fontes renováveis são as que utilizam recursos que se regeneram, como a água dos rios, o
calor do sol e as matérias orgânicas. Já as fontes não renováveis utilizam recursos passíveis de
esgotamento, como o carvão mineral, o petróleo e o urânio.
2. Uma das questões da sustentabilidade é a redução de impactos ambientais por meio da
utilização de energias limpas. Sobre a relação entre energia e sustentabilidade, o que se pode
afirmar?
Resposta correta
C.
A energia limpa visa à utilização de recursos renováveis e não poluentes.
Por que esta resposta é a correta?
A energia limpa se baseia na ideia da utilização de recursos que não são passíveis de
esgotamento, ou seja, é oriunda de fontes renováveis para a geração de energia elétrica,
combustíveis, calefação ou resfriamento. Além disso, a geração da energia limpa deve visar à
minimização de impactos ambientais e da poluição. Por isso, ela não utiliza fontes não
renováveis ou combustíveis fósseis. A geração de energia limpa envolve tecnologias avançadas.
3. A iluminação artificial e o condicionamento de ar são tecnologias desenvolvidas após o
advento da eletricidade e que estão relacionadas com o conforto ambiental. Sobre essa
questão,assinale a afirmativa verdadeira:
Resposta correta
A.
A popularização das lâmpadas e dos aparelhos de ar-condicionado aumentou
consideravelmente o consumo de eletricidade.
Por que esta resposta é a correta?
A iluminação artificial e o condicionamento de ar foram tecnologias que mudaram a forma de se
pensar uma edificação. Elas foram desenvolvidas a partir da eletricidade: inicialmente, a
iluminação artificial e, posteriormente, o condicionamento de ar. Antes disso, o conforto
ambiental era obtido por meio de recursos naturais, sem causar alto consumo energético. Com
os avanços tecnológicos, porém, a promoção de conforto passou a ser transferida para recursos
artificiais, como iluminação e condicionamento de ar. Essa popularização das tecnologias
artificiais acabou resultando no aumento do consumo energético.
4. A energia solar transforma o calor do sol em energia elétrica por meio de placas fotovoltaicas.
Considere as seguintes afirmações sobre as placas fotovoltaicas:
I – São uma ótima solução de geração de energia, pois funcionam em qualquer tipo de clima,
inclusive em regiões com baixo potencial de radiação solar.
II – Podem ser usadas de forma domiciliar, acopladas em telhados e coberturas de residências.
III – São muito eficientes e por isso suprem qualquer tipo de demanda energética de uma
edificação, mesmo em dias nublados.
Quais das afirmações acima estão corretas?
Resposta correta
B.
Apenas II.
Por que esta resposta é a correta?
As placas fotovoltaicas de geração de energia por meio do calor do sol são uma ótima
alternativa de geração de energia com baixo impacto. Elas podem ser utilizadas na própria
edificação para suprir a demanda local, sendo acopladas nas coberturas e telhados. A energia
solar está muito associada a fatores climáticos e por isso nem sempre é uma solução viável
para locais ou períodos com baixa incidência solar. Além disso, elas podem ser eficientes, mas,
para alta demanda de consumo, pode ser necessário um número grande de placas, tornando a
ideia inviável.
5. As energias limpas devem ser pensadas juntamente com os projetos sustentáveis. De que
maneira as energias limpas podem ser incorporadas na arquitetura sustentável?
Resposta correta
C.
As edificações podem conter painéis solares ou turbinas eólicas para gerar a própria energia.
Por que esta resposta é a correta?
As energias limpas podem ser incorporadas tanto nos projetos de edificações como na escala
urbana. Apesar de não dominarem o cenário energético, elas são viáveis e estão acessíveis
para aplicação. As edificações podem gerar a sua própria energia por meio de painéis solares
ou turbinas eólicas. A energia solar ou eólica também pode ser utilizada para geração de
energia local, suprindo equipamentos públicos, como a iluminação. Remover a iluminação
pública deixará a cidade mais insegura e promoverá o uso de veículos individuais, aumentando
a emissão de gases poluentes. Por isso, o incentivo e o uso de transportes coletivos que usam
energia limpa também são práticas sustentáveis para um projeto de cidade.