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Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Unidade de Porto Alegre Engenharia de Controle e Automação Circuitos Elétricos I Prof. Luiz Fernando Gonçalves 1a Lista de Exerćıcios 1 1) Dado o circuito visto na Fig. 1, determinar o valor das correntes (i1 e i2) e realizar o balanço de potência, obtendo o valor da potência (P ) consumida/fornecida no circuito. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha para resolver o circuito. − 25 + 4 1 5 1 6 3 i1 i2 Figura 1: Circuito para a questão 1). Respostas: i1 = 3 A; i2 = 1 A e P = 75 W. 2) Considerando o circuito visto na Fig. 2, obter o valor das correntes (i1, i2 e i3) e efetuar o balanço de potência, calculando o valor da potência (P ) consumida/fornecida no circuito. Usar a lei de Kirchhoff das tensões de nós para solucionar a questão. 7 12 6 3 7 i2i1 i3 Figura 2: Circuito para a questão 2). Respostas: i1 = 2A; i2 = 4A; i3 = 8A e P = 336W. 3) Para o circuito visto na Fig. 3, calcular a corrente (ix) e a tensão (Vx); bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. Usar a 1a lei de Kirchhoff. − 60 + + − − 10 + 10 10 10 10 10 10 ix Vx Figura 3: Circuito para a questão 3). Respostas: ix = 1A; Vx = 20V e P = 160W. 1Todos os valores de tensão, corrente e resistência são dados em volts, ampères e ohms, respectivamente. 4) Dado o circuito visto na Fig. 4, determinar a corrente i1 e i2, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, e realizar o balanço de potência. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha. − 500 + 42 35 59 20 60 198 48 i1 i2 Figura 4: Circuito para a questão 4). Respostas: i1 ∼= 0, 9A; i2 ∼= 2, 7A e P ∼= 1705W. 5) Para o circuito visto na Fig. 5, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. + 30 − + − 300 300 50 100 100 0,9 100 i v Figura 5: Circuito para a questão 5). Respostas: i ∼= 0, 8A; v ∼= −60V e P ∼= 78W. 6) Considerando o circuito visto na Fig. 6, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar o balanço de potência também, determinando a corrente e tensão de todos os componentes. Usar a lei de Kirchhoff das tensões de nós. 0, 2 120 120 60 0, 2 120 120 i 120 + v − Figura 6: Circuito para a questão 6). Respostas: i ∼= 0, 11A; v ∼= 13, 2V e P ∼= 13, 68W. 7) Para o circuito visto na Fig. 7, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. 20 10 + 20 − i 20 10 50 − v + 3 Figura 7: Circuito para a questão 7). Respostas: i ∼= 2, 15A; v ∼= 26, 5V e P ∼= 122, 5W. 8) Para o circuito visto na Fig. 8, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. 100 70 120 1 + v − 100 i − 100 + 50 30 Figura 8: Circuito para a questão 8). Respostas: i ∼= 0, 68A; v ∼= 71, 4V e P ∼= 139, 3W. 9) Para o circuito visto na Fig.9, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. 70 + 1 v − 80 50 100 200 − 10 + 100i Figura 9: Circuito para a questão 9). Respostas: i ∼= 0, 018A; v ∼= 74, 74V e P ∼= 75W. 10) Para o circuito visto na Fig. 10, calcular a corrente i e a tensão v (bem como a corrente e a tensão de todos os elementos) e realizar o balanço de potência. + 80 − + v − 150 50i 300 100 100 200 2 Figura 10: Circuito para a questão 10). Respostas: i ∼= 0, 51 A; v ∼= −249, 60 V e P ∼= 541, 30 W. 11) Considerando o circuito visto na Fig. 11, obter a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. + 27 − 150 300 50 + v − 50 300 50 300 i 150 + 27 − Figura 11: Circuito para a questão 11). Respostas: i ∼= −76 mA; v = 0, 0 V e P ∼= 4, 1 W. 12) Para o circuito visto na Fig. 12, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar também o balanço de potência, determinando a potência fornecida e consumida (P ). + 90 − 50 200 1v + − i 300 100 + 20 − 50 Figura 12: Circuito para a questão 12). Respostas: i ∼= 0 A; v = 140 V e P ∼= 106 W. 13) Dado o circuito visto na Fig. 13, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar também o balanço de potência, determinando a potência fornecida e consumida (P ). Supondo que este circuito funcione durante 1 hora por dia, durante um mês - 30 dias - qual a energia (E), em kWh, consumida neste peŕıodo de tempo. + 300 − 150 120 150 4 i 100 100 v + − 100 Figura 13: Circuito para a questão 13). Respostas: i ∼= 0, 7 A; v = 200, 0 V; P ∼= 1380, 0 W e E ∼= 41, 4 kWh. 14) Para o circuito visto na Fig. 14, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar também o balanço de potência, determinando a tensão e corrente de todos os componentes elétricos. − 30 + 200 0, 03 300 200 100i 200 400 − v + 600 Figura 14: Circuito para a questão 14). Respostas: i = 0, 03 A; v = −6, 0 V e P = 1, 8 W. 15) Para o circuito visto na Fig. 15, calcular a tensão v e a corrente i assinalados. Realizar também o balanço de potência (P ). 100 220 120 + 10 − + v − 100 i − 100 + 150 50 Figura 15: Circuito para a questão 15). Respostas: i = 0, 58 A; v = −17, 3 V e P = 56, 93 W. 16) Supondo o circuito visto na Fig. 16, calcular a tensão (v) e a corrente (i) destacados. Realizar também o balanço de potência, determinando a potência fornecida e consumida (P ). 200 100 + 20 − + v − i 200 100 50 − 30+ Figura 16: Circuito para a questão 16). Respostas: i = 0, 225 A; v = 5 V e P = 30, 75 W. 17) Para o circuito visto na Fig. 17, calcular a tensão (v) e a corrente (i) assinalados. Realizar o balanço de potência, determinando a potência (P ) consumida. + 20 − 100 100 100 0.1 i 200 100 v − + 30 + −100 100 Figura 17: Circuito para a questão 17). Respostas: i = 0, 0667 A; v = −3, 95 V e P = 2, 62 W. 18) Para o circuito visto na Fig. 18, calcular a tensão (v) e a corrente (i) destacados no circuito. Realizar o balanço de potência (P ). − 120 + 200 0, 2 380 220 100 i 220 560 − v + 500 Figura 18: Circuito para a questão 18). Respostas: i ∼= 0, 112 A; v ∼= 6, 82 V e P ∼= 37 W. 19) Considerando circuito da questão 18), obter o valor da energia (E) dissipada na resistência de 500 Ω ao longo de um mês (30 dias), supondo que o circuito funciona durante 18 horas por dia. Respostas: E ∼= 3, 38 kW. 20) Para o circuito visto na Fig. 19, calcular a tensão v e a corrente i e realizar o balanço de potência (P ). A resistência (R) de 680 Ω é uma lâmpada que, quando alimentada com uma tensão de 50 V , apresenta um brilho de 100 %. Qual a intensidade do brilho (B) desta lâmpada na atual configuração? − 50 + 15 − + 1, 2k 1, 5k 1k 1, 2k 1, 5k 0, 1 1, 2k 680R −v+ i Figura 19: Circuito para a questão 20). Respostas: i ∼= 37, 1 mA; v ∼= 39, 18 V; P = 6, 75 W e B = 25, 5%. 21) Para o circuito visto na Fig. 20, calcular a corrente (i) e a tensão (v) destacados no circuito, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). Determinar, também, a energia (E) consumida por este circuito ao longo de um mês, 30 dias, 18 horas por dia. Utilizar a lei de Kirchhoff das correntes de malha para resolver o circuito. 30 − + 120 560 100i 380 220 180 220 − 10 + −v+ Figura 20: Circuito para a questão 21). Respostas: i ∼= −0, 071 A; v ∼= −4, 38 V; P ∼= 2, 41 W e E ∼= 1, 3 kWh. 22) Para o circuito visto na Fig. 21, calcular a corrente (i) e a tensão (v) destacados no circuito, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). A resistência (R) de 220 Ω é uma lâmpada que, quando alimentada com uma tensão de 10 V , apresenta um brilho de 100 %. Qual a intensidade do brilho (B) desta lâmpada na atual configuração?Utilizar a lei de Kirchhoff tensões de nós para resolver o circuito. Respostas: i ∼= −12, 84 mA; v ∼= −12, 61 V; P ∼= 2, 91 W e B ∼= 30%. 0, 1 50 120i 150100 220R 100 100 0, 2 − v + Figura 21: Circuito para a questão 22). 23) Para o circuito visto na Fig. 22, calcular a corrente (i) e a tensão (v) assinalados, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). + v 0, 2 − i + − 150 150 100 120100 100 200 200 10 Figura 22: Circuito para a questão 23). Respostas: i ∼= 56, 52 mA; v ∼= 39, 78 V e P ∼= 8 W. 24) Avaliar as seguintes afirmações apresentadas a seguir, obtendo o somatório total (ST ) relativo as alternativas corretas. (2) Uma esfera metálica com carga elétrica negativa de valor igual a 6, 4.10−4 C, possui 3.1015 elétrons. (4) Um átomo que possui mais prótons do que elétrons está negativamente ionizado. (8) A diferença de potencial é capacidade de uma carga possui de realizar trabalho. (16) No fluxo de corrente convencionalmente adotado, os elétrons fluem do potencial mais negativo para o potencial mais positivo. (32) Quando duas cargas pontuais, de 3 µC e 9 µC, estão separadas a uma distância de 1 m entre si, a distância entre as cargas, onde o campo elétrico (medido com relação a carga de 3 µC) é nulo é igual a 0,7m. Resposta: ST = 8. 25) Para o circuito visto na Fig. 23, calcular o valor da corrente (i) e da tensão (v) destacados na figura, bem como os valores de corrente e tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). Determinar também o valor da energia (E) consumida por este circuito ao longo de um mês, 30 dias, 12 horas por dia. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha. Respostas: i ∼= 3, 8.10−3 A; v = 1, 52 V; P ∼= 53, 14.10−3 W e E ∼= 19, 13 Wh. 220 120 + 1 − + v − i 180 150 150 + 2 − Figura 23: Circuito para a questão 25). 26) Para o circuito visto na Fig. 24, calcular a corrente (i) e a tensão (v) destacados no circuito, bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. Utilizar a lei de Kirchhoff das tensões de nós para resolver o circuito. 0, 1 120 220 100i 270 560 180 150 150 − v + Figura 24: Circuito para a questão 26). Respostas: i ∼= −7, 95.10−3 A; v = −1, 32 V; P ∼= 1, 596 W. 27) Para o circuito visto na Fig. 25, calcular o valor da corrente (i) e da tensão (v) destacados na figura, bem como os valores de corrente e tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). Determinar também o valor da energia (E) consumida por este circuito ao longo de um mês, 30 dias, 12 horas por dia. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha. 220 + 1 − + v − 120 i 150 180 330 + 2 − Figura 25: Circuito para a questão 27). Respostas: i ∼= 6, 13 mA; v ∼= −0, 2 V; P ∼= 9, 76 mW e E ∼= 3, 15 Wh.
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