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b) 2 kJ c) 3 kJ d) 4 kJ Resposta: b) Explicação: A potência P é dada por P = V²/R = 100²/50 = 200 W. A energia dissipada em 2 minutos (120 s) é E = P*t = 200 W * 120 s = 24000 J = 24 kJ. 29) Um capacitor de 5 µF é conectado a uma fonte de 12 V. Qual a carga armazenada e a energia armazenada no capacitor? a) 60 µC e 0,36 mJ b) 60 µC e 0,5 mJ c) 100 µC e 0,5 mJ d) 50 µC e 0,5 mJ Resposta: a) Explicação: A carga Q = CV = (5 × 10⁻⁶)(12) = 60 µC. A energia U = 0,5CV² = 0,5(5 × 10⁻⁶)(12²) = 0,36 mJ. 30) Um circuito RLC série tem um resistor de 10 Ω, um indutor de 0,1 H e um capacitor de 100 µF. Se a tensão aplicada é de 15 V, qual é a corrente eficaz? a) 1 A b) 2 A c) 0,5 A d) 3 A Resposta: a) Explicação: A reatância indutiva é X_L = 2πfL = 2π(50)(0,1) = 31,42 Ω e a reatância capacitiva é X_C = 1/(2πfC) = 1/(2π(50)(100 × 10⁻⁶)) = 31,83 Ω. Portanto, a impedância total é Z = √(R² + (X_L - X_C)²) = √(10² + (31,42 - 31,83)²) = 10 Ω. A corrente I = V/Z = 15/10 = 1,5 A. 31) Um capacitor de 20 µF é colocado em um circuito com um resistor de 10 Ω. Se a tensão aplicada é de 6 V, qual é a energia armazenada no capacitor? a) 0,36 mJ b) 0,6 mJ c) 0,12 mJ d) 0,72 mJ Resposta: a) Explicação: A energia armazenada é dada por U = 0,5CV² = 0,5(20 × 10⁻⁶)(6)² = 0,36 mJ. 32) Um circuito RLC paralelo tem um resistor de 20 Ω e um indutor de 0,2 H. Se a corrente através do indutor é 3 A, qual é a tensão no indutor? a) 3 V b) 6 V c) 12 V d) 15 V Resposta: b) Explicação: A tensão no indutor é dada por V = L(dI/dt). Para uma corrente constante, a tensão é V = L * I = 0,2 * 3 = 6 V. 33) Uma carga de 5 µC está em um campo elétrico de 300 N/C. Qual é a força atuando sobre a carga e qual o trabalho realizado se a carga se move 0,1 m? a) 1,5 mN e 0,15 J b) 0,5 mN e 0,05 J c) 1,5 mN e 0,05 J d) 1 mN e 0,5 J Resposta: a) Explicação: A força F = qE = (5 × 10⁻⁶)(300) = 1,5 mN. O trabalho W = F * d = 1,5 mN * 0,1 m = 0,15 J. 34) Um resistor de 15 Ω é conectado em série com um capacitor de 100 µF em um circuito de corrente alternada com uma frequência de 50 Hz. Qual é a reatância capacitiva e a corrente no circuito se a tensão é 20 V? a) 31,83 Ω e 0,5 A b) 25,3 Ω e 0,8 A c) 20 Ω e 1 A d) 15 Ω e 1,5 A Resposta: a) Explicação: A reatância capacitiva X_C = 1/(2πfC) = 1/(2π(50)(100 × 10⁻⁶)) = 31,83 Ω. A impedância total Z = √(R² + X_C²) = √(15² + 31,83²) ≈ 35 Ω. I = V/Z = 20/35 ≈ 0,57 A. 35) Um indutor de 0,5 H é conectado a uma fonte de 24 V. Qual é a corrente no indutor após 4 segundos se a resistência do circuito é de 6 Ω? a) 2 A b) 3 A c) 4 A d) 1 A Resposta: a) Explicação: A corrente em um circuito RL é dada por I(t) = (V/R)(1 - e^(-Rt/L)). Para V = 24 V, R = 6 Ω, L = 0,5 H, temos I(4) = (24/6)(1 - e^(-6(4)/0,5)) = 4(1 - e^(-48)) ≈ 4 A. 36) Um capacitor de 30 µF é carregado a 15 V. Qual é a carga armazenada e a energia armazenada no capacitor? a) 0,45 mC e 0,0675 mJ b) 0,5 mC e 0,0675 mJ c) 0,45 mC e 0,0675 mJ d) 0,5 mC e 0,225 mJ Resposta: c) Explicação: A carga Q = CV = (30 × 10⁻⁶)(15) = 0,45 mC. A energia U = 0,5CV² = 0,5(30 × 10⁻⁶)(15)² = 0,0675 mJ. 37) Em um circuito RLC série, um resistor de 40 Ω, um indutor de 0,4 H e um capacitor de 50 µF estão conectados a uma fonte de 60 Hz. Qual é a impedância do circuito e a fase da corrente? a) 48 Ω e -30° b) 45 Ω e -45° c) 50 Ω e -60° d) 55 Ω e -30° Resposta: a) Explicação: A reatância indutiva X_L = 2πfL = 2π(60)(0,4) = 15,08 Ω e a reatância capacitiva X_C = 1/(2πfC) = 1/(2π(60)(50 × 10⁻⁶)) = 53,05 Ω. A impedância Z = √(R² + (X_L - X_C)²) = √(40² + (15,08 - 53,05)²) = 48 Ω.