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Exercícios de circuitos, Exercícios de Circuitos Elétricos

Centro Universitário IBTACircuitos Elétricos

Exercícios de circuitos na engenharia elétrica

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 21/05/2024

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4.8

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CIRCUITOS
1 Leis Básicas da Eletricidade
1. No circuito da figura a seguir, as correntes I1, I2 e I3 são, respectivamente:
A. 1,2 A; 0,8 A; 2 A.
2. No circuito da figura a seguir, as tensões sobre os resistores de 40 Ω, 60 Ω e 26 Ω são, respectivamente:
B. 48 V; 48 V; 52 V.
3. No circuito da figura a seguir, as tensões v1 e v2 são, respectivamente:
C. 45 V e 60 V.
4. No circuito da figura a seguir, os valores da corrente I5, da tensão v1 e da tensão v2 são, respectivamente:
D. 2 A; –4 V; 6 V.
5. No circuito da figura a seguir, aplicando as leis de Ohm e Kirchhoff, o valor da resistência R será:
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CIRCUITOS

1 Leis Básicas da Eletricidade

  1. No circuito da figura a seguir, as correntes I1, I2 e I3 são, respectivamente: A. 1,2 A; 0,8 A; 2 A.
  2. No circuito da figura a seguir, as tensões sobre os resistores de 40 Ω, 60 Ω e 26 Ω são, respectivamente: B. 48 V; 48 V; 52 V.
  3. No circuito da figura a seguir, as tensões v1 e v2 são, respectivamente: C. 45 V e 60 V.
  4. No circuito da figura a seguir, os valores da corrente I5, da tensão v1 e da tensão v2 são, respectivamente: D. 2 A; –4 V; 6 V.
  5. No circuito da figura a seguir, aplicando as leis de Ohm e Kirchhoff, o valor da resistência R será:

E. 4 Ω.

1.2 Componentes de um circuito elétrico

  1. Conhecer bem os elementos de um circuito elétrico é muito importante para projetá-los e controlá-los com eficiência. Eles são compostos por elementos passivos e ativos. Qual alternativa cita um elemento passivo? C. Indutor.
  2. Cada componente de um circuito elétrico tem uma característica específica. Entre os diversos elementos que constituem um circuito elétrico, alguns têm a característica de armazenar energia. Qual das alternativas mostra o elemento que armazena energia em um campo elétrico? B. Capacitor.
  3. Circuitos elétricos podem ser alimentados com corrente contínua, como, por exemplo, circuitos eletrônicos; ou com corrente alternada, como os circuitos residenciais. Entre as opções dadas a seguir, qual delas indica uma das principais vantagens de um sinal alternado sobre um sinal contínuo? D. Um sinal alternado é facilmente transformado em um sinal contínuo.
  4. Um gerador fornece uma tensão para um circuito descrita pela função a seguir: v(t)= 24. sin(10³ t+30°) De acordo com essa função, qual das alternativas indica o valor de tensão eficaz e da tensão no instante 7ms, respectivamente? E. Vef = 16,9V e V (7) = 22,7V.
  5. Um circuito de corrente alternada tem muitos parâmetros importantes envolvidos em seu funcionamento, pois o sinal senoidal possibilita diferentes tipos de análise. Um deles é o valor eficaz da tensão e corrente. O que esse valor representa? C. O valor correspondente ao valor contínuo dessa grandeza que teria o mesmo comportamento. 2.1 Fontes dependentes ou controladas
  6. Encontre o valor da tensão V no resistor R3 para o circuito abaixo e marque a alternativa correta: E. –40 V.
  7. Encontre o valor da tensão V no resistor R3 para o circuito abaixo e marque a alternativa correta: B. –72 V.
  1. O conhecimento a respeito da potência elétrica é fundamental para profissionais eletricistas. Ela é utilizada para medir o consumo de energia elétrica em um sistema elétrico ou eletrônico. Saber calcular essa grandeza é necessário para projetar e dimensionar circuitos elétricos, bem como para estimar o gasto energético de um sistema. Analise a imagem e responda: qual é a potência dissipada pelo resistor de 10 Ohms? D. 640W.
  2. Quando uma corrente elétrica passa por um resistor em um circuito elétrico, ocorre uma queda de tensão em seu terminal. Isso ocorre devido à oposição feita pelo resistor à passagem da corrente elétrica. Por meio dessa queda de tensão, podemos conhecer a potência dissipada no resistor ou calcular a corrente que está passando em um ramo do circuito. Analise a imagem e responda: qual é a queda de tensão sobre a resistência de 10 Ohms? A.80V.
  3. Ao trabalhar com circuitos elétricos, por vezes desejamos obter a informação da corrente que está passando pelo circuito como um todo e, para isso, podemos utilizar a resistência equivalente do circuito. A resistência equivalente é o valor único de resistência que pode substituir todas as resistências individuais do circuito sem alterar as correntes elétricas que passam por elas. Para o circuito da figura a seguir, qual é o valor da resistência final do circuito, considerando que a carga foi substituída por um curto-circuito? D. 20 Ohms. 3.1 Análise de Circuitos paralelos de Corrente Contínua
  4. A falta de energia elétrica em sistemas críticos, como servidores, pode ter consequências graves, desde a perda de dados importantes até a interrupção de serviços essenciais. Para evitar essas falhas, é fundamental garantir a disponibilidade constante de energia elétrica e adotar medidas de proteção adequadas, como a utilização de fontes de alimentação auxiliares. Considere que você é o responsável por desenvolver um desses bancos para o departamento de TI da empresa em que trabalha, na qual são necessários bancos de baterias em paralelo, supondo a necessidade de

1.800 amperes, e as baterias são estacionárias de 24 volts. Qual é a quantidade mínima de baterias se a corrente nominal de cada é de 150 amperes/hora? D. 12 baterias.

  1. Calcular a resistência equivalente em um circuito é fundamental para entender como os componentes elétricos estão conectados e como a corrente elétrica está fluindo através deles. A resistência equivalente é uma medida da resistência total do circuito, que leva em consideração a contribuição de cada componente individualmente. Para o circuito da figura a seguir, qual é a resistência resultante? A. 4,8 ohms.
  2. Conhecer a corrente em um circuito é importante para dimensionar corretamente os componentes elétricos, como resistores, capacitores e indutores, e garantir que eles não sejam submetidos a correntes excessivas, o que pode causar danos e falhas no circuito. Além disso, a corrente elétrica também pode ser usada para medir a potência elétrica consumida por um dispositivo, permitindo melhor gestão do consumo de energia elétrica. Veja a imagem a seguir. Qual corrente o circuito irá drenar? C. 2,5 amperes.
  3. Conhecer a potência elétrica consumida por um dispositivo é importante para dimensionar corretamente a fonte de alimentação do circuito e garantir que ela forneça energia elétrica suficiente para o dispositivo operar corretamente. Além disso, conhecer a potência elétrica pode ser útil para identificar pontos de sobrecarga no circuito, que podem causar danos aos componentes elétricos. Para o circuito da figura a seguir, qual é a potência dissipada nas cargas? A. 30 watts.
  1. Quais são as expressões da corrente i(t) das tensões v_C1 (t) e v_C3 (t), no circuito da figura a seguir, dado que v(t)=4e^(-2t) sen2t+e^(-t) cost e as condições iniciais dos capacitores são nulas, com t_0=0?
  2. Quais são as expressões das correntes i(t), i_L2 (t) e i_L3 (t), no circuito da figura a seguir, dado que v(t)=2e^(-4t) sen2t+e^(-2t) cos4t e as condições iniciais dos indutores são i(0)=2 A, i_L2 (0)=1A e i_L3 (0)=1 A, com t_0=0?
  1. Quais são as expressões das correntes i(t) e i_L (t) e das tensões v_C1 (t), v_C2 (t) e v_L3 (t), no circuito da figura a seguir, dado que v(t)=20-10e^(-5t) cos5t e as condições iniciais dos capacitores são q_C1 (0)=6 C e q_C2 (0)=6 C e as dos indutores são i_L1 (0)=i_L2 (0)=2 A, com t_0=0? 4.1 Resposta natural e forçada para circuitos RC
  2. A constante de tempo é um dado de grande relevância em circuitos RC, pois vai definir o comportamento de carga e de descarga do capacitor, sendo uma função dos componentes utilizados na construção desse circuito. Considerando o circuito da figura, selecione a constante de tempo correta para esse circuito: A.2,5.
  3. A resposta natural de um circuito RC é descrita por uma equação exponencial que define o decaimento da tensão no capacitor, considerando que ele está inicialmente carregado, com uma tensão inicial. Assinale a resposta natural desse circuito: A. V = 20e–t/24.
  1. Em corrente contínua, o indutor terá um comportamento quando estiver descarregado e outro comportamento quando estiver carregado. Entender esses comportamentos faz parte da análise de circuitos RL. Considere a imagem abaixo, na qual a chave SW1 está na posição demonstrada há um longo tempo. Sendo assim, qual será a corrente no indutor? A.1,2mA.
  2. Analisar a resposta natural do circuito RL, ou a sua resposta forçada, demanda entendimento sobre como tratar as fontes desse circuito em cada caso. Considerando os conceitos de resposta à rampa, resposta natural e resposta forçada, analise as afirmativas a seguir: I. A resposta ao degrau do circuito é a análise que considera a aplicação repentina de uma fonte de energia, o oposto da resposta natural, onde a fonte era repentinamente retirada do circuito. II. A rampa unitária será 0 para valores anteriores a t0, e, após isso, terá uma inclinação unitária. III. A resposta natural do circuito é a análise do comportamento do circuito que considera as fontes independentes dele. Assinale a alternativa que apresenta a(s) afirmativa(s) correta(s). C. I e II.
  3. A constante de tempo é um parâmetro relevante em circuitos RL, e irá definir a taxa de decaimento da corrente no indutor durante a descarga. Considerando o circuito abaixo, qual deve ser o valor do resistor para que a constante de tempo (τ) seja igual a 0,001? A.0,5Ω. Circuito RLC em série
  4. No circuito RLC série a seguir, o capacitor é descarregado em t = 0. Sendo C= 0,4μF, L = 100mH e R = 100Ω, assinale a alternativa que apresenta a frequência de Neper (α), a frequência angular de ressonância (ω0) e o tipo de resposta para o circuito dado. B. 500 rad/s; 5.000 rad/s; subamortecida.
  1. Observe o circuito RLC série a seguir, considerndo a tensão inicial no capacitor igual a 100V. Em t = 0, o capacitor é descarregado. Sendo C = 0,4μF, L = 100mH e R =100Ω, assinale a alternativa que apresenta a expressão da corrente i(t), para t≥0 para o circuito. A. i(t) = 0,2e-500tsen(4.974,94t) A.
  2. Observe o circuito RLC série a seguir. Sendo C = 50nF e L = 200mH, assinale a alternativa que apresenta o valor do resistor R para que o circuito tenha uma resposta criticamente amortecida. E. R = 4.000Ω.
  3. Um circuito RLC série apresenta a seguinte expressão para a corrente i(t): A partir da resposta de corrente apresentada, assinale a alternativa que que contém o tipo de resposta, o valor da corrente inicial, a frequência de Neper (α) e a frequência angular de ressonância (ω0) para esse circuito. B. Subamortecida; 300 mA; 1.000 rad/s; 5.099,02 rad/s.
  4. Observe o circuito RLC em série sem fontes a seguir e determine o valor do resistor R para que a sua resposta seja criticamente amortecida, sendo L = 250mH e C = 10nF. E. R =10.000Ω.

Análise em regime estacionário senoidal CA

  1. Qual é a tensão sobre os terminais a e b do circuito da figura abaixo?
  2. Qual o valor das tensões v1 e v2no circuito da figura abaixo?
  3. Qual o valor das tensões i(t) e v(t) no circuito da figura abaixo? E.
  1. Qual o valor das tensões v1 e v2 no circuito da figura abaixo?
  2. Qual o valor das tensões v1(t) e v2(t) no circuito da figura abaixo? B. Excitação senoidal e fasores
  3. Transforme a seguinte senoide na forma fasorial: i(t) = 6 cos(50t - 40º) A. D. 6∠ -40º A.
  4. Transforme a seguinte senoide na forma fasorial: v(t) = -4 sen(30t + 50º) V. B. 4∠ 140 ºV.
  5. Determine a função periódica no domínio do tempo que correspondente ao fator: V=-25 ∠ 40 º V. C. V(t) = 25 cos(wt - 140) V.
  6. Determine a função temporal que correspondente ao seguinte fator: I= j(12-j5) A. E. i(t) = 13 cos(wt + 67,38º) A.
  7. Encontre a soma de z1 + z2, sabendo-se que: z1 = 7 + j3 e z2 = 4 - j8. E. 11 - j5.

Circuitos trifásicos

  1. Três fontes de tensão equilibradas ligadas em estrela, com tensões Van = 127∠ 0 °, Vbn = 127∠-120° e Vcn = 127 ∠ 120 °, alimentam uma carga equilibrada conectada em estrela com impedância por fase de ZY = 30 + j40 Ω e outra carga em paralelo conectada em delta com impedância por fase de Z∆ = 18 + j24 Ω, como mostrado na figura a seguir. Quais serão os valores das correntes de linha e das correntes de fase nas cargas em delta?
  2. Três fontes de tensão equilibradas ligadas em delta, com tensões Vab = 220∠ 0 °, Vbc = 220∠-120° e Vca = 220∠ 120 °, alimentam duas cargas equilibradas conectadas em delta com impedâncias por fase de Z∆1 = √100 + j√ 224 Ω e Z∆2 = √310 + j√ 419 Ω, respectivamente, em paralelo, e outra carga em paralelo conectada em estrela com impedância por fase de ZY = √60 + j√165 Ω, como mostrado na figura a seguir. Quais serão os valores das correntes de linha e das correntes de fase nas duas cargas em delta?
  1. Três fontes de tensão desequilibradas ligadas em estrela, com tensões Van = 105∠ 10 °, Vbn = 129∠-112° e Vcn = 97 ∠ 94 °, alimentam uma carga desequilibrada conectada em estrela com impedâncias por fase de ZY1 = √30 + j√ 70 Ω, ZY2 = √60 + j√ 84 Ω e ZY3 = √50 + j√ 106 Ω e outra carga desequilibrada em paralelo conectada em delta, com impedâncias por fase Z∆1 = √50 + j√94, Z∆2 = √100 + j√125 e Z∆3 = √90+j√234, como mostrado na figura a seguir. Quais serão os valores das correntes de linha? C. Ia ≅ 36,6∠-41° A, Ib ≅ 37,5∠ - 168° A e Ic ≅ 24 ∠-40° A.
  2. Três fontes de tensão equilibradas ligadas em delta, com tensões Vab = 220∠ 0 °, Vbc = 220∠-120° e Vcn = 220∠ 120 °, alimentam duas cargas desequilibradas em paralelo conectadas em delta com impedâncias por fase de Z∆11 = √45 + j√39 Ω, Z∆12 = √38 + j√25 Ω e Z∆13 = √52 + j√37 e Z∆21 = √52 + j√34 Ω, Z∆22 = √45 + j√28 Ω e Z∆13 = √38 + j√23, como mostrado na figura a seguir. Se esse sistema possuísse uma configuração Y-Y, com um fio conectando os neutros da fonte e das cargas e com tensões de fase e cargas iguais aos equivalentes em estrela das tensões e cargas em delta, que corrente percorreria o neutro? D. In ≅ 85 ∠ 137 ° A.
  3. Um sistema com três fontes de tensão equilibradas ligadas em estrela, com tensões Van=127∠ 0 °, Vbn=127∠-120° e Vcn=127∠ 120 °, alimenta uma carga conectada em estrela, mostrada na figura a seguir. Quais serão os valores das potências média, reativa e aparente totais do sistema e do fator de potência quando a carga for equilibrada com impedância por fase de ZY1=ZY2=ZY3=ZY=65+j26 Ω? E quando a carga for desequilibrada com impedância por fase de ZY1=60+j28 Ω, ZY2=69+j33 Ω e ZY2=58+j24 Ω? E. P≅636,75 W, Q≅254,68 var, S≅685,80 VA e FP≅0,928; P≅648,22 W, Q≅292,13 var, S≅711,20 e FP≅0,911.
  1. Para o quadripolo da figura, assinale a alternativa que apresenta os parâmetros Z, sendo essa matriz dada por Z=[z z12; z21 z22]. A. [6.67 3.33;3.33 6.67]
  2. Para o quadripolo da figura, assinale a alternativa que apresenta os parâmetros h, sendo essa matriz dada por h=[h h12; h21 h22]. A. [5 0.5;-0.5 0.15]