EXERCICIOS 1 A 4 ENERGIAS RENOVAVEIS

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EXERCICIO 1 A 4 – ENERGIAS RENOVAVEIS
 
No circuito da figura a seguir, as tensões sobre os resistores de 40 Ω, 60 Ω e 26 Ω são, respectivamente:
Resposta correta
B. 
48 V; 48 V; 52 V.
Resistência equivalente total: ReqT = 26 + (40 x 60)/(40 + 60) = 50 Ω
Corrente total = corrente I3 = 100/50 = 2 A
A tensão sobre o resistor de 26 Ω, pela lei de Ohm, será: V3 = R3 x I3 = 26 x 2 = 52 V
As tensões sobre os resistores de 40 Ω e 60 Ω são iguais e têm valor igual a: V1 = V2 = Vfonte - V3 = 100 - 52 = 48 V
 
No circuito da figura a seguir, as correntes I1, I2 e I3 são, respectivamente:
Você acertou!
A. 
1,2 A; 0,8 A; 2 A.
Resistência equivalente total: ReqT = 26 + (40 x 60)/(40 + 60) = 50 Ω
Corrente total = corrente I3 = 100/50 = 2 A 
Aplicando a divisão de corrente para encontrar a corrente I1: I1 = 2 x 60/(60 + 40) = 1,2 A
Aplicando a divisão de corrente para encontrar a corrente I2: I2 = 2 x 40/(40 + 60) = 0,8 A
No circuito da figura a seguir, as tensões v1 e v2 são, respectivamente:​​​​​​​​​​​​​
Resposta correta
C. 
45 V e 60 V.
Aplicando a LKC e adotando o nó superior como nó A, e o nó inferior como nó terra, temos: -VA/4k + 30 x 10-3 - VA/5k - VA/20k = 0
VA = 60 V (tensão do nó superior, nó A, em relação ao nó terra) é igual à tensão V2, logo V2 = 60 V.
Aplicando a divisão de tensão para encontrar a tensão V1, temos: V1 = VA x 3k/(3k + 1k) = 60 x 3k/(3k + 1k) = 45 V
V1 = 45 V
No circuito da figura a seguir, os valores da corrente I5, da tensão v1 e da tensão v2 são, respectivamente:
Resposta correta
D. 
2 A; –4 V; 6 V.
I5 = 24/(3 + 2 + 7) = 2 A
v1 = –2 x I5 = –2 x 2 = – 4 V
v2 = 3 x I5 = 3 x 2 = 6 V
No circuito da figura a seguir, aplicando as leis de Ohm e Kirchhoff, o valor da resistência R será:
Você acertou!
E. 
4 Ω.
Inicialmente, calculam-se as correntes que circulam pelos resistores de 24 Ω e 8 Ω, aplicando a lei de Ohm:
I1 = 120/24 = 5 A         
I2 = 120/8 = 15 A
Aplicando a LKC ao nó superior, sabendo que a corrente que sai da fonte é IT:
IT - I1 - I2 = 0 => IT = I1 + I2 = 5 + 15 = 20 A
A tensão sobre o resistor R será: VR = 200 - 120 = 80 V
O valor da resistência R, aplicando a lei de Ohm, será:
R = VR/IT = 80/20 = 4 Ω 
Suponha que você esteja usando um LED vermelho para sinalizar uma condição interna de um robô. O acionamento do LED será a partir de um circuito microcontrolador que consegue fornecer uma tensão de 5V e uma corrente elétrica de, no máximo, 20mA. Considere que o LED vermelho tem uma tensão de joelho de 2,2V. Como você irá montar esse circuito para que ele funcione sem problemas?
Resposta correta
D. 
Ligando um resistor de 140Ω em série com o LED.
Colocar dois LEDs em paralelo irá provocar uma sobrecarga de corrente no circuito microcontrolador. A ligação em série dos LEDs não irá provocar uma queda de tensão suficiente para que o microcontrolador drene a corrente adequada para o funcionamento.
Para que o circuito funcione sem problemas, o ideal é colocar um resistor em série para limitar a corrente no circuito. Esse resistor deve ser calculado de forma a limitar o circuito a uma corrente de 20mA. Podemos usar a relação Rs = (Vs-Vd)/Is, em que Vs=5V, Vd=2,2V e Is=20mA, resultando em um resistor de 140Ω.
Um LED foi ligado a uma bateria automotiva para funcionar como um sinal de iluminação, cujo circuito elétrico está ilustrado na figura a seguir. Considere o resistor R1=5Ω. Se é desejado usar um LED branco, cuja potência é de 5W, qual é a tensão de limiar do LED?
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Resposta correta
C. 
2,68V.
Para resolver este exercício, devemos levantar as equações disponíveis acerca do circuito. Você vai assumir que: a queda de tensão no LED é VL; a queda de tensão no resistor é VR; a tensão da fonte é VF=12V; a potência do LED é PL=5W; o valor da resistência é R1=5Ω e a corrente do circuito é I. Dessa forma, podemos observar que:
(1)  VR + VL = VF
(2)  VR = R1.I (1ª Lei de Ohm)
(3)  PL = VL.I
Resolvendo esse sistema de equações, temos que VL = 2,68V.
A partir da associação de capacitores da figura a seguir, determine qual o valor do capacitor que pode ser usado para substituir todo o circuito.​​​​​​​
Você acertou!
C. 
12,53uF.
O circuito da figura consiste em uma associação mista de capacitores em série e em paralelo. Os 3 capacitores em série de 1uF são equivalentes a uma capacitância de 1/3uF. Essa capacitância equivalente está em paralelo com os capacitores de 10uF e de 2,2uF, o que resulta em uma capacitância final de 12,53uF.
Um sistema de iluminação de emergência é composto por 4 LEDs de 3W cada, conforme mostra a figura a seguir. A bateria desse sistema é de 15V. Para que os LEDs possam acender de forma segura, é necessário que haja resistores para limitar sua corrente elétrica. Qual o valor que R1 deve ter no circuito para que os LEDs acendam com sua potência máxima, sabendo que a tensão de joelho dos LEDs é de 3,4V?
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Resposta correta
E. 
9,3Ω.
Pela análise das quedas de tensão em um ramo do circuito, podemos estabelecer que VR1 + VL + VL = 15V, em que VR1 representa a queda de tensão no resistor R1 e VL a queda em cada LED, que deve ser igual à tensão de joelho, que é de 3,4V. Sendo assim, a queda de tensão em R1 é VR1=8,2V. Pela regra da potência dos diodos, a corrente para que o LED tenha potência máxima deve ser I = P/VL = 882,4mA. Pela 1ª Lei de Ohm, estabelecemos que a resistência deve ser R = V/I = 8,2V / 882,4mA = 9,3Ω.
Considere um circuito retificador de onda completa em ponte, conforme ilustrado a seguir. A tensão de entrada é senoidal com uma tensão Vin pico a pico de 25V e uma frequência de 250Hz. A resistência da carga é de 4,7kΩ. Qual deve ser o menor valor do capacitor C1 para que a ondulação da tensão na carga seja menor do que 0,5V?
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Resposta correta
A. 
20,1uF.
Para determinar o valor mínimo do capacitor devemos, em primeiro lugar, determinar qual a corrente contínua que passa pelo resistor RL. Para determinar essa corrente, devemos determinar qual a tensão pico a pico após a ponte retificadora, considerando, para isso, que a tensão de saída da ponte é V2 = V1 - 1,4 = 25V - 1,4 = 23,6V. Agora, podemos usar a 1ª Lei de Ohm, em que I = V/R = 23,6V / 4,7kΩ = 5,02mA. Com esses dados, obtemos o valor da capacitância a partir da relação Vr = I/(f.C). Para a frequência, consideramos 500Hz, pois a ponte retificadora de onda completa em ponte faz com que a frequência do sinal seja dobrada. Dessa forma, assumindo que a ondulação Vr <= 0,5V, obtemos uma capacitância C >= 20,1uF.
 
Medidores analógicos usam um _____________ e um sistema mecânico de movimento. O medidor consiste em uma ____________ suspensa entre os pólos de um ____________ na forma de ferradura.
Resposta correta
E. 
Ponteiro, bobina móvel, ímã permanente.
Medidores analógicos usam um ponteiro e um sistema mecânico de movimento. O medidor consiste em uma bobina móvel suspensa entre os pólos de um ímã permanente na forma de ferradura.
Medidores digitais têm ______________, circuito eletrônico _________ dedicado, conversor A/D, têm ______ precisão e custos _________ e têm leitura ________ confiável. Resposta correta
C. 
Display decimal, digital, maior, menores, mais.
Medidores digitais têm display decimal, circuito eletrônico digital dedicado, conversor A/D, têm maior precisão e custos menores e têm leitura mais confiável.
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Os multímetros mais tradicionais do mercado, de custo acessível, podem ser:
Resposta correta
A. 
Voltímetro, amperímetro, ohmímetro.
Os multímetros mais tradicionais do mercado, de custo acessível, podem ser voltímetro, amperímetro, ohmímetro.
O amperímetro é conectado _________ para medir o fluxo da corrente
Resposta correta
D. 
Em série.
A corrente elétrica é medida em série, abrindo-se o circuito para medir o fluxo da corrente.
O ohmímetro é conectado _________ para medir a resistência
Resposta correta
E. 
Sobre o componente ou circuito, em paralelo.
A resistência é medida sobre o componente ou o circuito, com o ohmímetro, em paralelo.
A Lei de Kirchhoff para as tensões, também conhecida pela sigla LKT, determina que o somatório das tensões em uma malhafechada deve ser igual a zero. Circuitos como o descrito a seguir, ditos RLC, são muito utilizados na criação de filtros de frequência.
Utilizando a LKT, determine a corrente elétrica do circuito a seguir.
​​​​​​​​​​​​​​ Resposta correta
A. 
0,316 ∟ − 161,56° A
Juntas, as Leis de Ohm e de Kirchhoff permitem a análise de qualquer circuito linear em regime permanente, ainda que a tensão de alimentação seja alternada. Além dos circuitos de filtro de frequência, é comum encontrar modelos de linhas de transmissão representados por resistores, capacitores e indutores, normalmente de valores mais elevados devido às grandes dimensões dos circuitos como o exemplo ​​​​​​​a seguir.
Determine a tensão no indutor L1 do circuito a seguir:
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Resposta correta
B. 
3,81 ∟0° V
A Lei de Kirchhoff para as correntes determina que o somatório das correntes em um nó deve ser igual a zero. Assim, todas as correntes que chegam devem ter exatamente a mesma intensidade das correntes que saem. Circuitos com indutância e capacitância consideráveis, mas resistências desprezíveis, são muito utilizados na criação de ressonadores que servem como base de tempo para circuitos digitais.
Dado o circuito a seguir, determine as correntes em C1 (IC1) e L1 (IL1).
Muitas vezes, nos deparamos com circuitos em que múltiplas fontes de alimentação estão presentes. A presença de fontes de corrente e de tensão em um mesmo circuito pode dificultar a análise pelas Leis ​​​​​​​de Kirchhoff. Entretanto, é possível transformar uma fonte de tensão em uma de corrente, e vice-versa. Considerando o circuito a seguir, determine qual dos circuitos corresponde a uma fonte substituída equivalente ao circuito original.​​​​​​​
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RESPOSTA
Outra forma muito utilizada para analisar circuitos com fontes mistas ​​​​​​​de corrente e tensão é o teorema da superposição, em que o circuito ​​​​​​​é analisado para cada fonte individualmente.
Utilizando o teorema da superposição, determine a tensão no capacitor C1 do circuito a seguir:
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RESPOSTA
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