Lista - Eletricidade (lab)

Prévia do material em texto

Exercício 1: 
 João e Maria estavam tentando descobrir qual era o melhor jeito de se 
montar um circuito simples, com um gerador e uma resistência, e obter desse 
gerador a potencia máxima para melhor aproveitamento térmico da resistência. 
Com os dados da Tabela 1 abaixo, João e Maria fizeram o gráfico 1. 
 
Corrente (miliAmpere) Tensão (V) 
0 10 
5 8 
10 6 
15 4 
20 2 
Tabela 1: Dados medidos de tensão variando a corrente 
 
 
Gráfico 1: Variação da Tensão(V) em y pela Corrente (mA) em x. 
 
a) A partir do Gráfico 1 encontre a resistência interna (RI) do gerador e o 
valor nominal de tensão (E) do gerador; 
b) Escreva a equação do gerador (dica: U (I) = E – RI.I); 
c) Escreva a equação para a potencia útil (Pu) do gerador 
(dica: Pu (I) = E.I – RI.I2); 
d) Faça o gráfico da Potência útil (Pu) pela Corrente (I) sendo a Pu em y 
e I em x, para facilitar use a fórmula Pu (I) = U.I; 
y = -0,4x + 10
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25
Série1
Linear (Série1)
e) A partir do gráfico do item d encontre o valor de potencia útil máximo 
e ajude João e Maria na montagem do seu circuito (dica: como o 
gráfico Pu vs I é do tipo parabólico basta encontrar o valor do 
y do vértice (𝑦𝑣 = −𝑏2−4𝑎𝑐4𝑎 ) que ele será a potencia útil máxima. 
 
 
Exercício 2: 
 Agora o casal dos contos de criança decidiram fabricar geradores, sendo 
que em sua fábrica eles conseguem fazer 3 tipos de geradores. Cada gerador 
é identificado pela sua potencia útil máxima (Pumáx), aonde os dados para obtê-
la estão na Tabela 2 e no Gráfico 2 abaixo: 
 
Gerador A Gerador B Gerador C 
Corrente 
(miliAmpere) 
Tensão 
(V) 
Corrente 
(miliAmpere) 
Tensão 
(V) 
Corrente 
(miliAmpere) 
Tensão 
(V) 
0 10 0 10 0 15 
5 8 2 8 5 14 
10 6 4 6 10 12 
15 4 6 4 20 7 
20 2 8 2 40 3 
Tabela 2: Valores de Tensão e Corrente para os diferentes geradores. 
 
 
Gráfico 2: Variação da Tensão(V) em y pela Corrente (mA) em x para os 
diferentes geradores. 
 
a) Encontre a Pumáx para cada gerador; 
b) No mundo dos contos de criança existem três tipos de compradores de 
gerador: Príncipe Encantado gosta de geradores com a maior potencia 
útil, Shrek prefere aqueles geradores com o maior valor nominal e o 
Burro, que é o mais chato, prefere aqueles geradores que chegam a 
Pumáx com o menor valor de corrente possível. 
Dica: Utilize o Gráfico 3 de potencia útil. 
 
 
Gráfico 3: Potencia útil (mW) em y e Corrente (mA) em x para os diferentes 
geradores. 
 
 
Exercício 3: 
As lei de Kirchhoff leis são baseadas no Princípio da Conservação da 
Energia e são empregadas na análise de circuitos elétricos mais complexos, 
como por exemplo, aqueles com mais de uma fonte de tensão em série ou em 
paralelo. A aplicação conjunta das Leis de Kirchhoff e de Ohm permite obter 
um conjunto de equações cuja resolução conduz aos valores das intensidades 
de corrente e das tensões aos terminais dos componentes. 
Sendo a 1ª Lei de Kirchhoff: “Num circuito elétrico a soma algébrica 
das correntes elétricas que se dirigem para qualquer nó é nula, ou seja, a soma 
das correntes que entram é igual à soma das que saem” e a 2ª Lei de 
Kirchhoff: “Ao longo de qualquer malha de um circuito elétrico a soma 
algébrica das tensões em todos os elementos é nula, ou seja, a soma de todas 
as tensões geradas é igual a soma de todas as tensões consumidas numa 
malha”. 
Aplique para as malhas abaixo as leis de Kirchhoff. 
 
 
Malha 1 Malha 2 
Dica: Para Malha 1 aplique a primeira lei e para a Malha 2 a segunda lei. 
 
 
Exercício 4: 
 É muito importante para aplicação das leis de Kirchhoff saber a como 
calcular a associação de resistores em série e em paralelo, então, para os 
resistores abaixo diga se eles estão associados em série ou em paralelo e 
calcule o valor da resistência equivalente; 
 
a) 
 
 
b) 
 
 
c) 
 
 
d)