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Material de Estudo 3: Engenharia Elétrica - Circuitos Elétricos 1. Um circuito RLC em série é alimentado por uma fonte de tensão senoidal. A frequência da fonte é ajustada para a frequência de ressonância do circuito. Nessa condição, qual das seguintes afirmações é verdadeira? a) A impedância do circuito é máxima e igual à resistência R. b) A corrente no circuito é mínima e está em fase com a tensão da fonte. c) A impedância do circuito é mínima e igual à resistência R. A corrente é máxima e está em fase com a tensão da fonte. d) A tensão no capacitor e no indutor são nulas. e) A reatância é maior que a impedância. Resposta: c) 2. Um engenheiro precisa projetar um filtro passa-baixa passivo simples (RC) para atenuar sinais de alta frequência em um circuito de áudio. Ele dispõe de um resistor de 1 kΩ. Qual deve ser o valor do capacitor para que a frequência de corte do filtro seja de aproximadamente 1.6 kHz? (Use π ≈ 3.14) a) 10 nF b) 100 nF c) 1 μF d) 10 μF e) 250 nF Resposta: b) Cálculo: o f_c = 1 / (2πRC) o 1600 = 1 / (2 * 3.14 * 1000 * C) o C ≈ 1 / (6.28 * 1600 * 1000) o C ≈ 1 / 10048000 o C ≈ 0.000000099 F ≈ 100 nF 3. Em um circuito puramente indutivo alimentado por uma fonte de tensão CA, qual a relação de fase entre a tensão e a corrente? a) A corrente está adiantada em relação à tensão em 90 graus. b) A corrente está atrasada em relação à tensão em 90 graus. c) A corrente e a tensão estão em fase. d) A corrente está adiantada em relação à tensão em 180 graus. e) A corrente e a tensão estão em quadratura. Resposta: b) 4. Um transformador ideal com 100 espiras no primário e 1000 espiras no secundário é alimentado por uma tensão CA de 120 V no primário. Qual a tensão no secundário e qual a relação entre as correntes do primário (I1) e secundário (I2)? a) 12 V; I1 = 10 I2 b) 1200 V; I1 = 10 I2 c) 12 V; I2 = 10 I1 d) 1200 V; I2 = 10 I1 e) 240v Resposta: b) 5. O teorema de Thévenin afirma que qualquer circuito linear com dois terminais pode ser substituído por uma fonte de tensão em série com uma resistência. Como são determinados os valores da tensão de Thévenin (Vth) e da resistência de Thévenin (Rth)? a) Vth é a tensão de circuito aberto entre os terminais, e Rth é a resistência vista dos terminais com todas as fontes independentes zeradas (fontes de tensão curto-circuitadas e fontes de corrente abertas). b) Vth é a tensão de curto-circuito entre os terminais, e Rth é a resistência vista dos terminais com todas as fontes independentes em seus valores nominais. c) Vth é a tensão máxima que o circuito pode fornecer, e Rth é a resistência interna da fonte de alimentação. d) Vth é a tensão média entre os terminais, e Rth é a resistência calculada pela lei de Ohm (V/I). e)Calcula-se a corrente de curto circuito. Resposta: a) 6. Um circuito elétrico é composto por uma fonte de tensão contínua de 10V, um resistor de 2Ω e um capacitor de 100μF inicialmente descarregado, todos conectados em série. Qual é a constante de tempo (τ) desse circuito e qual será a tensão no capacitor após um tempo igual a 2τ? a) τ = 200 ms; Tensão ≈ 6.32 V b) τ = 200 ms; Tensão ≈ 8.65 V c) τ = 50 ms; Tensão ≈ 6.32 V d) τ = 50 ms; Tensão ≈ 8.65 V e) 100 ms Resposta: b) Cálculo: o τ = RC = 2Ω * 100μF = 2 * 100 * 10^-6 s = 200 * 10^-3 s = 200 ms o V_c(t) = V_fonte * (1 - e^(-t/τ)) o V_c(2τ) = 10 * (1 - e^(-2τ/τ)) = 10 * (1 - e^(-2)) ≈ 10 * (1 - 0.135) ≈ 10 * 0.865 ≈ 8.65 V 7. Qual o principal efeito da adição de um núcleo ferromagnético a um indutor? a) Aumenta a indutância, concentrando o campo magnético. b) Diminui a indutância, dispersando o campo magnético. c) Não altera a indutância, mas aumenta a resistência do indutor. d) Transforma o indutor em um capacitor. e) Aumenta a corrente. Resposta: a) 8. Um circuito é composto por três resistores em paralelo: R1 = 10Ω, R2 = 20Ω e R3 = 30Ω. Qual é a resistência equivalente (Req) desse conjunto? a) 60Ω b) 5.45Ω c) 15Ω d) 20Ω e) 10Ω Resposta: b) Cálculo: 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 1/Req = 1/10 + 1/20 + 1/30 1/Req = (6 + 3 + 2) / 60 1/Req = 11/60 Req = 60/11 ≈ 5.45Ω