Avaliação Final (Discursiva) - Individual - Circuitos Elétricos I

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12/04/2024, 11:44 Avaliação Final (Discursiva) - Individual
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Prova Impressa
GABARITO | Avaliação Final (Discursiva) -
Individual (Cod.:957358)
Peso da Avaliação 2,00
Prova 77633846
Qtd. de Questões 2
Nota 10,00
"Um possível substituto às baterias ou cabos de alimentação é a transferência 
de energia por meio de bobinas magneticamente acopladas. Essa alternativa já foi 
amplamente empregada em diversas aplicações em que a transmissão de energia 
sem fio é uma necessidade, como em muitos dispositivos biomédicos, sistemas de 
instrumentação, entre outros. O sistema acoplado magneticamente é usualmente 
representado por duas indutâncias, L1 (no circuito primário) e L2 (no secundário), 
e uma indutância mútua muito pequena M. Grandes progressos foram feitos na 
última década no domínio da transferência de energia sem fio utilizando a 
ressonância para aumentar a eficiência do conjunto, sendo que em 2007 cientistas 
do MIT provaram a possibilidade de transferir, através de uma distância maior que 
dois metros, até 60 watts com uma eficiência de 40%" (AZAMBUJA, 2012, s.p.). 
Com base nesse assunto, disserte sobre os circuitos magneticamente acoplados e 
seu uso em circuitos elétricos.
FONTE: AZAMBUJA, R. Avanços no desempenho de circuitos acoplados 
indutivamente com compensação capacitiva e ajuste da frequência. Porto Alegre: 
UFRGS, 2012.
Resposta esperada
*A tensão induzida está relacionada à corrente por um parâmetro chamado
indutância. *O indutor é um componente que se opõe à variação de corrente.
*Ao circular através do indutor, esta corrente produz um campo magnético
também variável, que por sua vez induz uma tensão nos terminais do indutor.
*Esta tensão é diretamente proporcional à taxa de variação da corrente. *A
indutância mútua relaciona uma tensão em um circuito com uma corrente em
outro circuito. *Quando tem-se um circuito acoplado magneticamente, no qual
o campo magnético interage com os dois circuitos, como é o caso do
transformador, a tensão induzida em um segundo circuito também está
relacionada a uma corrente variável no primeiro circuito. *Se uma corrente
entrar no terminal marcado e a outra sair a parcela de energia devido à mútua é
negativa. *A melhor forma para analisar circuitos que contém indutâncias
mútuas é usar o método das correntes de malha. *Quando o sentido de
referência da corrente é tal que ela entra no enrolamento pelo terminal
assinalado com um ponto, a polaridade da tensão mutuamente induzida no
outro enrolamento é positiva no terminal assinalado com um ponto. *Quando
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o sentido de referência da corrente é tal que ela sai do enrolamento pelo
terminal assinalado com um ponto, a polaridade da tensão mutuamente
induzida no outro enrolamento é negativa no terminal assinalado com um
ponto.
Minha resposta
A tensão induzida em um circuito está relacionada á correte através de um
parâmetro conhecido como indutância, Um indutor sendo um componente que
se opõe a mudança na correte que o atravessa, gera um campo magnético
variável quando a corrente flui por ele. Esse campo magnético, por sua vez,
induz uma tensão nos terminais do indutor, proporcional á taxa de variação da
corrente. A indutância mutua, por sua vez, descreve a relação entre a tensão
em um circuito e a corrente em outro circuito quando estão magneticamente
acoplados. No caso de dispositivos como transformadores, nos quais o campo
magnético interage com ambos os circuitos, a tensão induzida em um segundo
circuito está relacionada á variação da corrente no primeiro circuito. Quando
há uma corrente de entrada em um terminal e uma corrente de saída no outro
terminal marcado, a contribuição de energia devido á indutância mutua é
negativa. Para analisar circuitos que envolvem indutâncias mutuas de forma
eficaz, o método das correntes de malha é frequentemente empegado. Além
disso, ao definir a direção de referencia da corrente, a polaridade da tensão
induzida pode ser determinada, especialmente quando a corrente entra no
enrolamento pelo terminal indicado com um ponto.
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico, sua resposta atingiu os objetivos da questão e você
contemplou o esperado, demonstrando a competência da análise e síntese do
assunto abordado, apresentando excelentes argumentos próprios, com base nos
materiais disponibilizados.
[Laboratório virtual: Capacitores] Imagine um circuito de carga de um capacitor, 
composto por uma fonte CC de 20 V, uma resistência de 60E3 ohm e um capacitor 
completamente descarregado de 20 micro Farad. 
Descreva o valor da tensão no capacitor, após 0,8 s depois de fechada a chave que 
liga o circuito à fonte?
Seja claro em sua resposta e apresente a fórmula, os cálculos intermediários e o 
resultado final solicitado.
Resposta esperada
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A equação que representa o comportamento da carga de um circuito RC é dada
por Vc=Vf.(1-e^-(t/RC)). Dessa forma, tem-se que a tensão de carga do
capacitor após 0,8 segundos é de 9,7V, como de fato pode ser comprovado
pelo cálculo Vc=20.(1-e^-(0,8/60E3.20E-6)).
Minha resposta
A formula que podemos utilizar é: Vc = Vf * (1 - e^(-t/RC)) Com esta formula
podemos calcular a tensão no capacitor após 0,8s Sobre as nomenclaturas
temos: ( Vc ) é a tensão no capacitor -> ( t ) é o tempo decorrido (0,8s) -> ( Vf
) é a tensão da fonte (20 V) -> ( R ) é a resistência (60E3 ohm ) -> ( C ) é a
capacitância ( 20 micro Farad ) -> ( e ) é a constante de Euler (
Aproximadamente 2,71828 ) Substituindo os valores na formula, temos: Vc =
20 * ( 1 - e^(-0,8/(60E3 * 20E - 6 ))) Vc = 20 * ( 1 - e^( -0,8/1,2)) Vc = 20 * (
1 - 0,527292424) Vc = 20 * 0,472707576 Vc = 9,45415152 V Chegamos a
conclusão que a tensão no capacitor após 0,8s é de aproximadamente 9,45 V
Retorno da correção
Parabéns, acadêmico, sua resposta atingiu os objetivos da questão e você
contemplou o esperado, demonstrando a competência da análise e síntese do
assunto abordado, apresentando excelentes argumentos próprios, com base nos
materiais disponibilizados.
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