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9.1 Qual das seguintes alternativas não é a maneira correta de expressar a senoide A cos ω t? (a) A cos 2 π f t (b) A cos(2 πt/T) (c) A cos ω (t – T) (d) A sen (ω t – 90°) Resposta: D 9.2 Diz-se que uma função que se repete após intervalos fixos é: (a) um fasor (b) harmônica (c) periódica (d) reativa Resposta: C 9.3 Qual dessas frequências tem o período mais curto? (a) 1 krad/s (b) 1 kHz Resposta: B 9.4 Se v1 = 30 sen(ω t + 10°) e v2 = 20 sen(ω t + 50°), qual das seguintes informações são verdadeiras? (a) V1 está adiantado em relação a V2 (b) V2está adiantado em relação a V1 (c) V2 está atrasado em relação a V1 (d) V1 está atrasado em relação a V2 (e) V1 e v2 estão em fase Resposta: B e D A tensão em um indutor está adiantada em relação à corrente que passa por ele em 90º. (a) Verdadeiro (b) Falso Resposta: A 9.6 A parte imaginária da impedância é chamada: (a) resistência (b) admitância (c) susceptância (d) condutância (e) reatância Resposta:E 9.7 A impedância de um capacitor aumenta com o aumento da freqüência. (a) Verdadeiro (b) Falso Resposta: B 9.8 Em que frequência a tensão de saída Vo(t) na Figura abaixo será igual à tensão de entrada v(t)? (a) 0 rad/s (b) 1 rad/s (c) 4 rad/s (d) ∞ rad/s (e) nenhuma das alternativas anteriores Resposta: D 9.9 Um circuito RC em série tem |VR| = 12 V e |VC| = 5 V magnitude da fonte de tensão é: (a) -7 V (b) 7V (C) 13 V (d)17V Resposta: C 9.10 Um circuito RLC em série tem R = 30 k Ω, XC = 50 Ω e XL = 90 Ω. A impedância do circuito é: (a) 30 + j140 Ω (b) 30 + j40 Ω (c)30 – j40 Ω (d) -30 –j40 Ω (e) -30 + j40 Ω Resposta:B 9.1 Dada a tensão senoidal v(t) = 50 cos (3 t + 10°) V, determine: (a) a amplitude Vm; (b) o período T; (c) a frequência f ; (d) v(t) em t = 10 ms. Resposta (a) V(t) = 50cos(30 t + 10°), temos Vm = 50 V. (b) ,logo T = 0,2094s ou 209,4ms (c) , logo f = 4,775 Hz (d) v(t) = 50 cos (30t +10°). Logo, para T = 0,01s, temos que v(0,01) = 50 cos (30.0,01 rad + 1) o valor de v(0,01), coverte 0,01 rad para graus, por meio de , assim v(0,01) = 50 cos (17,19° +10°), logo v(0,01) = 44,48V e ωt = 0,03 rad 9.2 Uma fonte de corrente em um circuito linear tem is 15 cos(25 πt 25°) A (a) Qual a amplitude da corrente? (b) Qual é a frequência angular? (c) Determine a frequência da corrente? (d) Calcule is em t = 2 ms. Resposta: A amplitude da corrente é: 15 A (b) ω= 25 π → 25(3,14) → 78,54 rad/s (c) f da corrente é 12,5Hz (d) Convertemos Φ= 25° para rad/s, fazendo: = 0,436 rad/s Is = 15∠25° Is (2 ms) = 15cos ((25π)(2 ×10-3 ) – 25°) = 15cos (0,15707- 0,436) = 15 cos (15,99°) = 14,41 A 9.3 Expresse as seguintes funções na forma de cosseno: (a) 10 sen (ωt+30°) (b) -9 sen (8t) (c) – 20 sen (ωt +45°) Resposta: A relação entre as funções seno e cosseno pode ser representada por: A sen (ω t + Φ) = A cos (ω t +( Φ - 90°)) (a)10 cos (ω t+(30° - 90°)) = 10 cos (ω t -60) (b) -9sen(8t) = 9cos (8t +90°) (c) -20 sen (ω t +45°) = 20cos(ω t+ (45° +90°)) = 20cos (ω t + 135°) 9.4 Elabore um problema para ajudar outros estudantes a entenderem melhor as senoides. (a) Expresse v = 8 cos(7t + 15°) na forma senoidal. (b) Converta i = –10sen(3t – 85°) para forma de cosseno. Resposta (a) v = 8 cos(7t + 15°) 8 sen(7t + 15° + 90°) 8 sen(7t + 105°) (b) i = –10 sen(3t – 85°) 10 cos(3t – 85° + 90°) 10 cos(3t + 5°) 9.5 Dado v1 = 45 sen(ω t + 30°) V e v2 = 50 cos(ω t – 30°) V determine o ângulo de fase entre as duas senóides e indique qual delas está atrasada em relação a outra. Resposta: V1 = 45 cos (ω t +30°) 45 cos (ω t +(30° -90°) 45cos (ω t -60°) V2 = 50 cos (ω t -30°) V1 = 45 cos (ωt -30° -30°) e V2 = 50 cos (ωt -30°) 9.6 Para os pares de senóides a seguir, determine qual delas está adiantada e por quanto? (a)v(t) = 10 cos(4t – 60°) e i(t) = 4 sen(4t + 50°) (b) v1(t) = 4 cos (377 t + 10°) e v2(t) = –20 cos 377t (c) x(t) = 13 cos 2 t + 5 sen 2t e y(t) = 15 cos(2t – 11,8°) Resposta: (a) V (t) = 10 cos (4t-60°) I (t) = 4 sen (4t+50°) 4 cos(4t+50° -90°) 4cos(4 t – 40°) V(t) = 10cos(4 t - 40° -20°) I(t) = 4 cos (4 t -40°) (b) V1(t)= 4 cos (377 t+ 10°) V2(t) = -20 cos (377 t) 20 cos (377 t+180°) V1(t)= 4 cos (377t+ 10°) V2(t) = -20 cos (377 t + 10° + 170°) (c) x (t) = 13 cos 2t + 5 sen 2t 13cos 2t + 5 cos (2t -90°) y(t) = 15 cos (2t -11,8°) x(t) = 13cos 2 t + 5 cos (2t -90°) x= 13∠0° + 5∠ -90° 13 – j5 x(t) = 13, 928 ∠ -21,04° x(t) = 13, 928 cos (2 t -11,8° -9,24° y(t)=15 cos(2t -11,8°) 9.7 Se f (Φ) = cos Φ + j sen Φ, demonstre que f (Φ) = e jΦ. Dada a função: f (Φ) = cos Φ +j sen Φ =j(cos Φ + jsen Φ) =jf (Φ) ln[f(ϕ)] –ln(A) = jϕ ln[] = jϕ f(ϕ) = Aejϕ f (Φ) = Ae j Φ = cos Φ + j sem Φ f(0) =A =1 f(Φ) 1e j Φ 9.8 Calcule os números complexos a seguir e expresse seus resultados na forma retangular: (a) (b) (c)20+(16∠-50°)(5+j12) Resposta: (a) = =( = 4,8 ∠ 98,13° +j2 = 4,8(cos 98,13° +j sen 98,13°) +j 2 = 4,8(-0,1414 + j 0,989) +j 2 = - 0,679 +j6,75 Assim, a forma retangular de é -0,679 +j6,75 (b) = = = 0,715∠ 6,56° + 0,769∠ -112,62° = (0,710 + j 0,082) + (- 0,295 –j 0,709) = 0,415 – j 0,628 Dessa maneira, a forma retangular de é 0,415 – j 0,628 (c) 20+( 16∠ -50°)(5 +j 12) 20+( 16∠ -50°)[ ∠ arctg(] = 20 + ( 16∠ -50°)(13∠ 67,38°) = 20+(208∠17,38°) = 20+208(cos17,38° + j sen17,38°) =228 +j 62,13 Portanto, a forma retangular de 20+(16∠-50°)(5+j 12) é 228 +j 62,13 9.9Calcule os números complexos a seguir e deixe seus resultados na forma polar: (a) 5∠30°(6-j8+ (b) Resposta: (a) 5∠30°(6-j8+ =5(cos30° +j sen30°)[6-j8+ = 4,33 + j2,5 (6-j8+ ) = (4,33 + j2,5)(7,12 – j 7,26) = 48,98 – j13,64 48,98 – j13,64 ∠ arctg() = 50,88∠ -15,52° Assim, a forma polar de 5∠30°(6-j8+ é: 50,88∠ -15,52° (b) = = = -21,47 – j 56,05 -21,47 – j 56,05 ∠ arctg() = 60,02 ∠ 110,96° Assim, a forma polar de é: 60,02 ∠ 110,96° 9.10 Elabore um problema para ajudar outros estudantes a entender melhor os fasores. 9.11Determine os fasores correspondentes aos seguintes sinais: v(t) = 21 cos (4t -15°) V i(t) = -8 sen (10t +70°)mA v(t) = 120 sen (10t – 50°) V i(t) = -60 cos (30t + 10°)mA Resposta: V(t) = 21 cos (4t -15°) V, percebe –se: Vm = 21 V Φ = -15° O fasor V = Vm ∠ Φ, portanto, o fasor do sinal v(t) = 21 cos (4t -15°) V é 21∠ -15° (b) i(t) = -8 sen (10t +70°)mA, comparando o sinal i(t) = -8 sen (10t +70°+90°)mA, Im= 8mA Φ = 70°+90° = 160° O fasor: I = Im∠Φ i(t) = -8 sen (10t +70°)mA é 8∠ 160°mA (c) v(t) = 120 sen (10t – 50°) V,comparando com o sinal 120 sen (10t – 50°-90°) V, Vm= 120V Φ = -50°-90° = -140° O fasor do sinal v(t) = 120 sen (10t – 50°) V é: 120∠ -140° v i(t) = -60 cos (30t + 10°) mA,comparando com o sinal 60 cos (30t +10°-180°) mA, Im= 60V Φ = 10°-180° = -170° O fasor do sinal i(t) = -60 cos (30t + 10°)mA é: 60∠ -170° v 9.12 Seja X= 4∠40° e Y= 20∠30°. Calcule as quantidades a seguir e expresse seus resultados na forma polar: (a) (X + Y)X* (b) (X – Y)* (c) (X + Y)/X Resposta: (a) (X + Y)X* (4∠40° + 20∠30°)(4∠40°) (3,06 + j2,57 + 17,32 – j 10)(3,06 – j2,57) (20,38 – j 7,43)(3,06 – j 2,57) 43,27 –j 75,11 ∠ arctg() = 86,68∠ -60,06° (b) (X – Y)* (4∠40°- 20∠30°)* (3,06 + j2,57 - 17,32 – j 10)* (-14,16 + j12,57)* 14,26 - j12,57 19∠-138,5° (c) (X + Y)/X (4∠40° + 20∠30°)/(4∠40°) = = 2,7 – j 4,7 5,42∠ -60° 9.13 Calcule os seguintes números complexos: (a) (b) (c) ( )2 Resposta: (a) (-0,4324 + j0,4054) +(-0,8425-j0,2534) = -1,2749 + j 0,1520 (b) = -2,0833 (c) ( )2 (2+j3)(8-j5) –(-4) = 35 +j14 9.14 Simplifique as expressões a seguir: (a) (b) (c) ( )2 Resposta: (a) = = = 0,7788∠169,71° = -0,7663 + j 0,13912 -0,77 + j 0,14 (b) = == -1,92 – j11,55 (c) ( )2 = ( 4,4+ j 0,8)2 =(18,72 + 7,04)(16,528 –j3,63) = 334 +j 48,40 9.15 Calcule estes determinantes: (a) (b) (c) Resposta: (a) = -10 – j6 + j10 – 6 + 10 – j15 = –6 – j11 (b) = 60∠ 15° + 64∠ -10° = 57,96+ j15,529 + 63,03 – j 11,114 = 120,99 + j4,415 (c) = (1 – j ) [(1(1 + j) –(- j2))] – (- j)[ j(1+ j)-(- j)]+0 = (1-j)[ j ] + j[ -1+j2] =1+ j -2 –j = -1 9.16 Transforme as senoides a seguir em fasores: (a) – 20 cos(4t +135°) (b) 8 sen(20t+30°) (c) 20 cos(2t)+ 15 sem(2t) Resposta: f(t) = Am cos(ωt+Φ) e seu fasor é F= Am∠Φ – 20 cos(4t +135°) = -20∠135° 8 sen(20t+30°) = 8cos(20t +30°-90°) =8cos(20t -60°) = 8∠-60° 20 cos(2t)+ 15 sem(2t) =20cos(2t)+15cos(2t-90°) =20∠0° + 15∠-90° =20 –j15 =25∠-36,87° 9.17 Duas tensões, v1 e v2, aparecem em série de modo que sua soma é V = V1 + V2. SeV1 = 10 cos(50t – π/3) V e V2 = 12 cos(50t + 30°) V, determine v. Resposta: V1 = 10 cos(50t – 60°) V2= 12 cos(50t + 30°) V1= 10∠-60° = 10(cos(-60°)+j sen(-60°)) =5 – j 8,66 V2 = 12∠30° =12(cos30° + j sen-30°) = 10,4 + j 6 (5 – j 8,66)+( 10,4 + j 6) =15,4 – j 2,66 15,62∠-9,8° v(t) = 15,62 cos( 50t -9,8°)V 9.18 Obtenha as senoides correspondentes a cada um dos seguintes fasores: V1= 60∠15° V, ω =1 V2 = 6+ 8 j V, ω = 40 I1 = 2,8 e-jπ/3 A, ω = 377 I2 = -0,5 – j 1,2 A, ω = 103 Resposta: 60 cos (t +15°)V Passando V2 = 6+ 8 j para a forma polar temos 10∠53° tendo assim: 10cos(40t +53,13°)V Passando o número complexo para a forma polar: I1 = 2,8 e-jπ/3 teremos 2,8∠-60° ,sendo assim pode-se expressar da seguinte forma: 2,8cos(377t -60°)A (d) Passando o número complexo para a forma polar I2 = -0,5 – j 1,2 teremos 1,3∠112,62°,sendo assim pode-se expressar da seguinte forma: 1,3cos(103t -112,62°)A 9.19 Usando fasores, determine: 3cos(20t +10°) – 5 cos(20t -30°) 40sen 50t + 30 cos (50t -45°) 20 sen 400t + 10 cos( 400t +60°)-5sen(400t-20°) Resposta: (a) 3cos(20t +10°) – 5 cos(20t -30°) =3∠10° - 5∠-30° =(2,954 + j 0,5209)-(4,33 + j 2,5) = -1,376 + j 3,021 = 3,32∠114,49° Portanto o resultado é: 3,32cos(20t + 114,49°) (b)40sen 50t + 30 cos (50t -45°) = 40∠-90° + 30∠-45° = (0 + j 40) + (21,21 – j 21,21) 9.20 Um circuito linear tem corrente de entrada 7,5 cos(10t +30°) A e tensão de saída 120 cos(10t + 75°) V. Determine a impedância associada. Resposta: Reescrevemos os sinais: v(t)= 120 cos (10t +75°)V = 120∠75° i(t)= 7,5 cos (10t +30°)V = 7,5∠30° Calculamos a impedância: = 16∠45°Ω Passamos para a forma retangular: 16∠45°Ω =16 cos 45° + j 16 sem 45° = 11,31 + j 11,31 Portanto a impedância associada é 16∠45°Ω ou 11,31 + j11,31 9.21 Simplifique o seguinte: (a) f(t) = 5 cos(2t + 15°) – 4 sen(2t -30°) (b) g(t) = 8 sent + 4 cos(t +50°) (c) h(t) = Resposta: Vamos deixar a expressão em função de cossenos: f(t) = 5 cos(2t + 15°) – 4 sen(2t -30°) =5 cos (2t + 15°) – 4 cos(2t -30° -90°) Expressando na forma polar: 5∠15°- 4∠-120° = 8,32∠34,86° Portanto a f(t) simplificada é 8,32 cos(2t + 34,86°) Vamos deixar a expressão em função de cossenos: g(t) = 8 sent + 4 cos(t +50°) =8 cos (t - 90°) – 4 cos(t +50°) Expressando na forma polar: 8∠ -90° + 4∠50° = 5,56∠- 62,48° Portanto a g(t) simplificada é 5,56 cos (t – 62,48°) (c) Vamos deixar a expressão em função de cossenos; h(t) = = + = = 0,25 cos (40t -90°) + 1,25cos(40t) Expressando na forma polar: 0,25∠ -90° + 1,25∠-180° = -j 0,25 -1,25 = 1,27∠-168,69° Portanto a g(t) simplificada é 1,27 cos (40t – 168,69°) 9.22 Uma tensão alternada é dada por v(t) = 55 cos (5t + 45°) V. Use fasores para determinar 10 v(t) + 4 -2 Suponha que o valor da integral seja zero em t = –∞ Resposta: Rearranjando v(t) = 55 cos (5t + 45°) = 55[(1/) cos 5t – (1/) sen 5t]V Derivando em v(t) Substituindo na expressão: 10 v(t) + 4 -2 = 10 v(t) + 4 -2 =[ 550 cos(5t +45°) -] =[550cos(5t+45°) -1122 sen(5t+45°)] =[550cos(5t+45°) -1122 cos (5t-45°)] =(550∠45°)-(1122∠-45°) =1249,5∠108,9° ou f(t) = 1249,5cos(5t + 108,89°) 9.23 Aplique análise fasorial para calcular o seguinte: (a) v = [110 sen(20t +30°) + 220 cos ( 20t -90°)] V (b) i = [ 30 cos(5t +60°) – 20 sen(5t +60°) ]A Resposta: (a) v = [110 sen(20t +30°) + 220 cos ( 20t -90°)] =[110cos(20t+30°-90°) + 220cos(20t-90°)] =110∠(30° -90°) + 220 ∠ -90° = 55 –j 315,26 v= 320,02 ∠ -80,11° Portanto: v= 320,02 cos (20t -80,11°) V (b) i = [ 30 cos(5t +60°) – 20 sen(5t +60°) ] =[30cos(5t+60°) – 20cos(5t+60°-90°)] =30∠(60°) + 20 ∠(60° -90°) = -2,32 –j 35,98 i= 36,05 ∠ 93,7° Portanto: i= 36,05 cos (5t +93,7°) A 9.24 Determine v(t) nas seguintes equações integro – diferenciais usando o método de fasores: (a) v(t)+ (b) Resposta: (a) V+ = 10∠0° = V – j V =10∠0° = V (1- j) =10∠0° Convertendo para a forma polar: V (∠-45°) =10∠0° = 7,08 ∠45° Portanto, a expressão v(t) será: 7,08cos(t+45°)V (b) Escrevemos a equação em função de cosseno: Na forma fasorial temos: = j 4V + 5v + =V(5 + j3) = 20∠-80° =V(5,83∠30,96° ) = 20∠-80° V= 3,43∠-110,96° Portanto, a expressão v(t) será: 3,43cos(4t – 110,96°)V 9.25 Usando fasores determine i(t) nas seguintes equações: (a) 2 (b) 10 Resposta: (a) Expressando na forma fasorial: 2 jωI + 3I = 4∠-45° =2 j2I + 3I = 4∠-45° =I (3 + j4) = 4∠-45° I = (5∠53,13°) = 4∠-45° I = 0,8 ∠-98,13° Portanto, a expressão i(t) será: 0,8 cos (2t – 98,13°)A (b) =I (6 + j3) = 5∠22° =I (6,71 ∠-26,57°)= 5∠22° I= 0,74 ∠-4,56° Portanto, a expressão i(t) será: 0,74 cos (5t – 4,56°)A 9.26 A equação de malha para um circuito RLC série é Supondo que o valor da integral em t = –∞ seja zero, determine i(t) usando o método de fasores. Resposta: 1∠0° 1∠0° I(1∠0 I(2+j 1,5) = 1∠0° I(15,13∠82,4°) = 1∠0° I= 0,41∠-36,87° Portanto a expressão i(t) será 0,4 cos (2t – 36,87°) A 9.27 Um circuito RLC em paralelo possui a equação nodal a seguir: Determine v(t) usando o método fasorial.Suponha que o valor da integral em t = –∞ seja igual a zero. Resposta: ∠-10° , = 377 V( j377 + 50 – 110 ∠-10° V(380.6 V (380.6 ∠82.45°) = 110 ∠ -10° V = 0.289 ∠ - 92,45° Portanto a expressão v(t) = 0,289 cos (377t -92,45°) V 9.28 Determine a corrente que flui através de um resistor de 8 Ω conectado a uma fonte de tensão vs = 110 cos 377t V. Resposta: = 13,75° ∠ 0° A Portanto, a corrente é : 13,75 cos 377t A 9.29 Qual é a tensão instantânea em um capacitor de 2 mF quando a corrente através dele for i = 4 sen(106t + 25º) A? Resposta: V =IZ= ( 4∠ 25°)(0,5∠ -90°) = 2∠ -65° Portanto v(t) = 2 sen( 106 t – 65°) V 9.30 Uma tensão v(t) = 100 cos(60t + 20º) V é aplicada a uma associação em paralelo entre um resistor de 40 k Ω e um capacitor de 50 mF. Encontre as correntes em regime estacionário no resistor e no capacitor. Resposta: Calculando a corrente no regime permanente no resistor: = = = 2,5 * 10-3 cos (60t +20°) A Assim, a corrente em regime estacionário no resistor é: 2,5 cos (60t +20°) mA A expressão da corrente de regime permanente no capacitor é dada por: = 50* 10-6[ 100 cos(60t+20°)] = 50* 10-6[ -sen(60t+20°)100* 60] = -300*10-3sen(60t+20°)A Assim, a corrente em regime estacionário no capacitor é: -300 sen (60t +20°) mA 9.31 Um circuito RLC série tem R = 80 Ω, L = 240 mH e C = 5 mF. Se a tensão de entrada for v(t) = 10 cos 2t determine a corrente que flui através do circuito. Resposta: Calcando a reatância e impedância do indutor e do capacitor L= 240mH j ωL= j2*240*10-3 = j0,48 C= 5mF Calculando a impedância total temos: Z= 80+ j0,48 –j100 = 80 –j 99,52 Calculando a corrente do circuito teremos: = I = 0,783 ∠ 51,206° Portanto a corrente que flui através do circuito será: 78,3 cos (2t +51,21°)mA 9.32 Usando a Figura abaixo elabore um problema para ajudar outrosestudantes a entender melhor a relação de fasores para os elementos de circuitos. Resposta: Escrever a equação da impedância equivalente, calcular o valor de R por meio da expressão. Z= R +jX Z= Z= 2,38 -j 1,37 Ω Z= 2,75 ∠ -30° R = 2,38 Ω 9.33 O circuito RL em série e conectado a uma fonte CA de 110 V. Se a tensão no resistor for 85V, determine a tensão no indutor. Resposta: 110 = VL= VL = VL = 69,82 V 9.34 Qual é o valor de ω que fará que a resposta forçada , v0, na figura abaixo ,s eja zero? Resposta: V0 = 0 se ωL = ω= ω= ω= 100 rad/s 9.35 Determine a corrente i no circuito da Figura abaixo quando vs(t) = 50 cos 200 t V. Resposta: Vs(t) = 50 cos 200t Vs(t) = 50∠ 0° , ω= 200 5mF → = = -j 20mH → jωL = j20* 10-3*200 = j4 Z = 10 – j+ j4 = 10 + j3 I = 4,789∠ -16,7° i(t) = 4,789 cos (200 t -16,97°) A 9.36 Usando a figura abaixo, elabore um problema para ajudar outros estudantes a entender melhor a impedância. 9.37 Determine a admitância Y para o circuito abaixo Resposta Y= = = 250 –j25 mS Portanto a admitância Y do circuito é : 250 –j25 mS 9.38 Usando a figura abaixo, elabore um problema para ajudar outros estudantes a entender melhor a admitância. Resposta (a) V= 10 cos (3t +45°)A R = 4Ω e C = F F → = = -j2 I = ( 10 ∠ 45°) = 4,472 ∠ -18,43° I(t) = 4,472 cos (3t – 18,43°) A V = 4 I = 4 *( 4,472 ∠ -18,43°) = 17,89 ∠-18,43° V(t) = 17,89 cos (37 -18,43°) V (b) V = 50 cos 4t R= 4Ω , C = F e L= 3H F → = = -j3 3H → jωl = j4 * 3 = j12 I = = = 10∠ 36,87° Portanto, i(t) = 10 cos (4t + 36,87°)A V = *50∠ 0° = 41,6∠ 33,69° Portanto V(t)= 41,6 cos( 4t + 33,69°)V 9.39 Para o circuito exibido abaixo, determine Zeq e use esta para determinar a corrente I. Considere = 10 rad/s. Resposta Calcularemos a impedância total Zeq fazendo 4 Ω + j20 Ω + Za : Zeq = 4 + j20 + = = =9,14+ j27,45Ω = 28,95∠ 71,6° A corrente I do circuito será dada por I = = = 414,4∠ -71,6° Portanto i(t) = 414,4 cos (10t – 71,6°)m A 9.40 No circuito da figura abaixo, determine i0 quando: (a) = 1rad/s (b) = 5rad/s (c) = 10rad/s Resposta: (a) Para = 1 1H → jωl = j1* 1 = j 0,05F → = = -j20 Z = j+2 || -j20 = j+ = 1,98 + j 0,802 I = = = = 1,872∠-22,05° Portanto i0(t) = 1,872 cos (t -22,05°) A (b) Para = 5 1H → jωl = j5* 1 = j5 0,05F → = = -j4 Z = j5+2 || -j4 = j5+ = 1,6 + j 4,2 I = = = = 0,89∠-69,14° Portanto i0(t) = 890 cos (5t – 69,14°)m A (c) Para = 10 1H → jωl = j10* 1 = j10 0,05F → = = -j2 Z = j10+2 || -j10 = j10+ = 1+ j9 I = = = = 0,4417∠-83,66° Portanto i0(t) = 441,7cos (10t – 83,66°)m A 9.41 Determine v(t) no circuito RLC da figura Resposta Para = 1 1H → jωl = j1* 1 = j 1F → = = -j Z = 1+(1+J) || -j = 1+ = 2 –j I = = = Ic = (1+j)I V= -j* (1+j) I = (1-j) I = = 6,325 ∠- 18,43° Portanto v(t) = 6,325 cos (t – 18,43°) V 9.42 Calcule v0(t) no circuito abaixo Resposta Para = 200 0,1H → jωl = j200* 0,1 = j20 F → = = -j100 Z = 50 || -j100 = = = 40 + j20 V0 = *(60 ∠ 0°) = *(60 ∠ 0°) = 17,14∠90° Portanto V0(t) = 17,14 cos (200 t) V ou V0(t) = 17,14 sen (200 t +90°) V 9.43 Determine I0 no circuito apresentado abaixo. Resposta Z= 50 +j80//( 100 –j40) = 50 + = 105,71 + j57,93 I0 = = = 0,4377 – 0,2411 = 0,4997∠-28,85°A = 499.7∠-28,85° mA 9.44 Calcule a corrente I0 no circuito da Figura abaixo. Resposta: Calculando a inpedância equivalente do circuito Zeq = Z5+ Z4 ||( j2|| 3-j1) || =5+ = 6,19 + 0,87 ∠ 8° Agora, pode –se determinar a corrente I I = I = I= 0,96∠-8° A Portanto, o valor de i é 0,96 cos( 200t – 8°) A 9.45 Determine I0 no circuito da figura abaixo Resposta: Aplicando o divisor de corrente Z1= -j2 Z2 = j4+(-j2)|| 2 = j4 + I2 = = ∠ 0°) = I0 = I2 = = -5A Portanto o valor I0 é de -5ª 9.46 Se is = 5 cos ( 10t + 40°) A no circuito da figura abaixo determine io. Resposta is = 5cos(10t +40°) is = 5 ∠40° 0,1F → 0,2H → Z1 = 4|| j2 = Z2 = 3-j I0 = Is = ∠ 40°) I0 = = 2,325∠94,46° Portanto i0(t) = 2,325 cos(10t + 94,46°)A 9.47 No circuito da figura abaixo determine o valor de is(t). Resposta Ix = = = = 0,4607∠52,63° Portanto is(t) = 460,7 cos(2000t +53,63°) mA 9.48 Dado vs(t) = 20 sen(100t - 40°) na figura abaixo, determine ix(t). Resposta + + = 0 v1 (0,1 – j 0,05 + 0,02307 + j 0,01538) = 2 ∠ -40° v1 = = 15,643∠ -24,29° Ix= = 0.4338 ∠ 9,4° Ix = 0,4338 sen( 100t + 9,4°) A 9.49 Determine vs(t) no circuito da figura abaixo se a corrente ix no resistor de 1 for 0,5 sem 200 t A. Resposta Zt = 2 + j2 || (1-j) = 2+ = 4 Para Ix = 0,5 ∠ = Ix = I = I I = Ix = Vs = IZt = = 1-j = 1,414 ∠ -45° Portanto Vs (t) = 1,4142 sem (200t -45°) V 9.50 Determine vx no circuito da figura abaixo. Considere is(t) =5 cos(100t + 40°) A. Resposta Para = 100, o indutor = j100 * 0,1 = 10 e o capacitor = Usando o divisor de corrente temos: Ix = 5∠40° = -j2,5 ∠ 40° = 2,5 ∠ -50° Vx = 20 Ix = 50∠ -50° Vx(t) = 50 cos (100t -50°) V
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