Av2 - Circuitos Elétricos

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1) 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. Considere as seguintes afirmações:
I - A quantidade de cargas armazenadas no capacitor é proporcional a tensão aplicada, a constante de proporcionalidade é conhecida como capacitância, dada em henry (H);
II - A capacitância é diretamente proporcional a área das placas;
III - A capacitância é diretamente proporcional a distância de separação entre as placas.
Considerando as afirmações, assinale a alternativa que contém apenas afirmações corretas.
Alternativas:
a) II, apenas
b) I, apenas
c) III, apenas
d) I e II, apenas
e) II e III, apenas
2) Os Circuitos de Primeira Ordem são componentes fundamentais na análise de sistemas eletrônicos e são essenciais para compreender a dinâmica de circuitos transitórios. Eles são formados por resistores e apenas um tipo de elemento de armazenamento, como um capacitor ou indutor. O comportamento dos circuitos de primeira ordem pode ser definido por uma constante de tempo, que é o tempo necessário para o circuito atingir aproximadamente 63,2% de seu valor final após uma mudança. Esta constante de tempo é denotada como "t" (tau) e é o produto da resistência e da capacitância para circuitos RC ou da resistência e da indutância para circuitos RL.
O estudo dos circuitos de primeira ordem é crítico para prever como os circuitos reagem a variações, como a aplicação súbita de uma tensão ou corrente. Esta reação inicial, antes que o circuito se estabilize em seu novo estado, é frequentemente referida como a resposta transitória. Por exemplo, quando ligamos um aparelho eletrônico, há um curto período de ajuste antes que ele funcione com sua eficiência total; isso é uma manifestação do comportamento de primeira ordem. A constante de tempo "t" é um parâmetro chave nesta análise, pois fornece uma medida quantitativa do quão rápido o circuito se adapta a mudanças.
Considerando a análise de circuitos de primeira ordem com uma fonte de alimentação e a descrição correta de um aspecto fundamental desses circuitos, assinale a alternativa correta.
Alternativas:
a) Circuitos de primeira ordem não possuem t, pois é característico apenas de circuitos de segunda ordem.
b) A constante de tempo t é irrelevante na análise de circuitos, pois ela não afeta a resposta do circuito a uma fonte.
c) Em um circuito RL de primeira ordem, t é definido pelo produto da resistência e da capacitância.
d) Em um circuito RC de primeira ordem, t é definido pelo produto da resistência e da indutância.
e) Em um circuito RC de primeira ordem, t é definido pelo produto da resistência e da capacitância.
3) Os circuitos de primeira ordem sem fonte possuem uma característica marcante: não têm fonte de alimentação externa após um determinado instante de tempo. Nesses circuitos, a energia que impulsiona a função subsequente vem exclusivamente da energia previamente armazenada em seus componentes. Isso contrasta com circuitos que continuam recebendo energia de uma fonte externa, como uma bateria ou tomada. A importância de tais circuitos de primeira ordem torna-se evidente em várias aplicações cotidianas. Por exemplo, considere o flash de uma câmera fotográfica antiga. No processo de carregar o flash, a energia é acumulada em um capacitor. Então, quando o flash é acionado, esta energia armazenada é liberada rapidamente, produzindo um pulso de luz intenso. Este processo é análogo a encher um balão com ar e depois soltar: o ar armazenado no balão é liberado rapidamente, movendo o balão. Nesse sentido, entender esses circuitos é fundamental para compreender muitas das tecnologias que nos rodeiam. Além disso, esses circuitos realçam a importância da armazenagem e utilização eficiente da energia em sistemas eletrônicos. Esse entendimento também é importante para inovações futuras em projeto e otimização de dispositivos eletrônicos.
Com base no contexto apresentado, avalie as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.
I. O flash de uma câmera fotográfica antiga é um exemplo de aplicação de circuitos de primeira ordem sem fonte.
PORQUE
II. Os circuitos de primeira ordem sem fonte dependem da energia armazenada inicialmente em seus componentes para realizar uma função.
A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta.
Alternativas:
a) As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II justifica a I.
b) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não justifica a I.
c) A asserção I é uma proposição verdadeira e a II, falsa. 
d) A asserção I é uma proposição falsa e a II, verdadeira.
e) As asserções I e II são proposições falsas.
4) Associando os elementos armazenadores de energia e os amplificadores operacionais pode-se chegar numa grande variedade de circuitos muito úteis, um exemplo são os circuitos diferenciadores. Diferenciador é um circuito com amplificador operacional cuja saída é proporcional à taxa de variação do sinal de entrada. Além do amplificador operacional ele se utiliza de um resistor e um capacitor. Esses elementos em conjunto produzem na saída uma operação matemática, conhecida como derivação. Um circuito diferenciador é ilustrado na Figura abaixo.
Figura: Circuito Diferenciador.
Fonte: Elaborado pelo próprio Autor (2023).
Os dados do circuito são:
Assinale a alternativa que contém a tensão de saída 
Alternativas:
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
resposta A -10cos(t)
5) Um indutor é um dispositivo elétrico passivo que armazena energia na forma de campo magnético, normalmente combinando o efeito de vários loops da corrente elétrica. Uma propriedade importante de qualquer tipo de indutor é a indutância. Indutância é a propriedade segundo a qual um indutor se opõe à mudança do fluxo de corrente através dele, medida em henrys (H). A indutância de um indutor depende de suas dimensões físicas e de sua construção. As fórmulas para cálculo da indutância dos indutores de diferentes formatos são derivadas da teoria do eletromagnetismo e podem ser encontradas em manuais de engenharia elétrica. Considere um solenoide com 1000 espiras, de comprimento 10 cm, área de seção transversal de 5 cm² e permeabilidade magnética valendo 
Assinale a alternativa que contém o valor correto da indutância desse solenoide.
Alternativas:
a) 6,28 mH
b) 6,84 mH
c) 7,15 mH
d) 7,66 mH
e) 8,03 mH