Lista_1

Prévia do material em texto

Universidade Estadual do Rio Grande do Sul
Unidade de Porto Alegre
Engenharia de Controle e Automação
Circuitos Elétricos I
Prof. Luiz Fernando Gonçalves
1a Lista de Exerćıcios 1
1) Dado o circuito visto na Fig. 1, determinar o valor das correntes (i1 e i2) e realizar o balanço de
potência, obtendo o valor da potência (P ) consumida/fornecida no circuito. Usar a lei de Kirchhoff
das correntes de malha para resolver o circuito.
−
25
+
4
1
5
1
6
3
i1
i2
Figura 1: Circuito para a questão 1).
Respostas: i1 = 3 A; i2 = 1 A e P = 75 W.
2) Considerando o circuito visto na Fig. 2, obter o valor das correntes (i1, i2 e i3) e efetuar o balanço
de potência, calculando o valor da potência (P ) consumida/fornecida no circuito. Usar a lei de
Kirchhoff das tensões de nós para solucionar a questão.
7 12 6 3 7
i2i1 i3
Figura 2: Circuito para a questão 2).
Respostas: i1 = 2A; i2 = 4A; i3 = 8A e P = 336W.
3) Para o circuito visto na Fig. 3, calcular a corrente (ix) e a tensão (Vx); bem como a corrente e a
tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. Usar a 1a lei de Kirchhoff.
−
60
+
+
−
−
10
+
10
10
10
10
10
10
ix
Vx
Figura 3: Circuito para a questão 3).
Respostas: ix = 1A; Vx = 20V e P = 160W.
1Todos os valores de tensão, corrente e resistência são dados em volts, ampères e ohms, respectivamente.
4) Dado o circuito visto na Fig. 4, determinar a corrente i1 e i2, bem como a corrente e a tensão de
todos os elementos, e realizar o balanço de potência. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha.
−
500
+
42
35
59
20
60
198
48
i1
i2
Figura 4: Circuito para a questão 4).
Respostas: i1 ∼= 0, 9A; i2 ∼= 2, 7A e P ∼= 1705W.
5) Para o circuito visto na Fig. 5, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão
de todos os elementos, realizando o balanço de potência.
+
30
−
+
−
300
300
50
100 100
0,9
100
i
v
Figura 5: Circuito para a questão 5).
Respostas: i ∼= 0, 8A; v ∼= −60V e P ∼= 78W.
6) Considerando o circuito visto na Fig. 6, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar o balanço de
potência também, determinando a corrente e tensão de todos os componentes. Usar a lei de Kirchhoff
das tensões de nós.
0, 2
120
120
60
0, 2
120
120
i
120
+ v −
Figura 6: Circuito para a questão 6).
Respostas: i ∼= 0, 11A; v ∼= 13, 2V e P ∼= 13, 68W.
7) Para o circuito visto na Fig. 7, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão
de todos os elementos, realizando o balanço de potência.
20
10
+
20
−
i 20
10
50
−
v
+
3
Figura 7: Circuito para a questão 7).
Respostas: i ∼= 2, 15A; v ∼= 26, 5V e P ∼= 122, 5W.
8) Para o circuito visto na Fig. 8, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão
de todos os elementos, realizando o balanço de potência.
100
70
120 1
+
v
−
100
i
−
100
+
50
30
Figura 8: Circuito para a questão 8).
Respostas: i ∼= 0, 68A; v ∼= 71, 4V e P ∼= 139, 3W.
9) Para o circuito visto na Fig.9, calcular a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e a tensão
de todos os elementos, realizando o balanço de potência.
70
+
1 v
−
80
50
100
200
−
10
+
100i
Figura 9: Circuito para a questão 9).
Respostas: i ∼= 0, 018A; v ∼= 74, 74V e P ∼= 75W.
10) Para o circuito visto na Fig. 10, calcular a corrente i e a tensão v (bem como a corrente e a
tensão de todos os elementos) e realizar o balanço de potência.
+
80
−
+
v
−
150 50i 300
100 100 200
2
Figura 10: Circuito para a questão 10).
Respostas: i ∼= 0, 51 A; v ∼= −249, 60 V e P ∼= 541, 30 W.
11) Considerando o circuito visto na Fig. 11, obter a corrente i e a tensão v, bem como a corrente e
a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência.
+
27
−
150
300
50
+ v −
50
300
50
300
i
150
+
27
−
Figura 11: Circuito para a questão 11).
Respostas: i ∼= −76 mA; v = 0, 0 V e P ∼= 4, 1 W.
12) Para o circuito visto na Fig. 12, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar também o balanço
de potência, determinando a potência fornecida e consumida (P ).
+
90
−
50
200
1v
+
−
i 300
100
+
20
−
50
Figura 12: Circuito para a questão 12).
Respostas: i ∼= 0 A; v = 140 V e P ∼= 106 W.
13) Dado o circuito visto na Fig. 13, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar também o balanço de
potência, determinando a potência fornecida e consumida (P ). Supondo que este circuito funcione
durante 1 hora por dia, durante um mês - 30 dias - qual a energia (E), em kWh, consumida neste
peŕıodo de tempo.
+
300
−
150
120
150
4
i 100
100 v
+
−
100
Figura 13: Circuito para a questão 13).
Respostas: i ∼= 0, 7 A; v = 200, 0 V; P ∼= 1380, 0 W e E ∼= 41, 4 kWh.
14) Para o circuito visto na Fig. 14, calcular a tensão v e a corrente i. Realizar também o balanço
de potência, determinando a tensão e corrente de todos os componentes elétricos.
−
30
+
200
0, 03
300
200
100i
200
400
−
v
+
600
Figura 14: Circuito para a questão 14).
Respostas: i = 0, 03 A; v = −6, 0 V e P = 1, 8 W.
15) Para o circuito visto na Fig. 15, calcular a tensão v e a corrente i assinalados. Realizar também
o balanço de potência (P ).
100
220
120
+
10
−
+
v
−
100
i
−
100
+
150
50
Figura 15: Circuito para a questão 15).
Respostas: i = 0, 58 A; v = −17, 3 V e P = 56, 93 W.
16) Supondo o circuito visto na Fig. 16, calcular a tensão (v) e a corrente (i) destacados. Realizar
também o balanço de potência, determinando a potência fornecida e consumida (P ).
200
100
+
20
−
+
v
−
i 200
100
50
−
30+
Figura 16: Circuito para a questão 16).
Respostas: i = 0, 225 A; v = 5 V e P = 30, 75 W.
17) Para o circuito visto na Fig. 17, calcular a tensão (v) e a corrente (i) assinalados. Realizar o
balanço de potência, determinando a potência (P ) consumida.
+
20
−
100
100
100 0.1
i
200
100 v
−
+
30
+
−100
100
Figura 17: Circuito para a questão 17).
Respostas: i = 0, 0667 A; v = −3, 95 V e P = 2, 62 W.
18) Para o circuito visto na Fig. 18, calcular a tensão (v) e a corrente (i) destacados no circuito.
Realizar o balanço de potência (P ).
−
120
+
200
0, 2
380
220
100 i
220
560
−
v
+
500
Figura 18: Circuito para a questão 18).
Respostas: i ∼= 0, 112 A; v ∼= 6, 82 V e P ∼= 37 W.
19) Considerando circuito da questão 18), obter o valor da energia (E) dissipada na resistência de
500 Ω ao longo de um mês (30 dias), supondo que o circuito funciona durante 18 horas por dia.
Respostas: E ∼= 3, 38 kW.
20) Para o circuito visto na Fig. 19, calcular a tensão v e a corrente i e realizar o balanço de
potência (P ). A resistência (R) de 680 Ω é uma lâmpada que, quando alimentada com uma tensão
de 50 V , apresenta um brilho de 100 %. Qual a intensidade do brilho (B) desta lâmpada na atual
configuração?
−
50
+
15
−
+
1, 2k 1, 5k
1k
1, 2k
1, 5k
0, 1
1, 2k
680R
−v+
i
Figura 19: Circuito para a questão 20).
Respostas: i ∼= 37, 1 mA; v ∼= 39, 18 V; P = 6, 75 W e B = 25, 5%.
21) Para o circuito visto na Fig. 20, calcular a corrente (i) e a tensão (v) destacados no circuito, bem
como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). Determinar,
também, a energia (E) consumida por este circuito ao longo de um mês, 30 dias, 18 horas por dia.
Utilizar a lei de Kirchhoff das correntes de malha para resolver o circuito.
30
−
+
120 560
100i
380
220
180
220
−
10
+
−v+
Figura 20: Circuito para a questão 21).
Respostas: i ∼= −0, 071 A; v ∼= −4, 38 V; P ∼= 2, 41 W e E ∼= 1, 3 kWh.
22) Para o circuito visto na Fig. 21, calcular a corrente (i) e a tensão (v) destacados no circuito,
bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ). A
resistência (R) de 220 Ω é uma lâmpada que, quando alimentada com uma tensão de 10 V , apresenta
um brilho de 100 %. Qual a intensidade do brilho (B) desta lâmpada na atual configuração?Utilizar
a lei de Kirchhoff tensões de nós para resolver o circuito.
Respostas: i ∼= −12, 84 mA; v ∼= −12, 61 V; P ∼= 2, 91 W e B ∼= 30%.
0, 1
50
120i
150100 220R
100
100 0, 2
−
v
+
Figura 21: Circuito para a questão 22).
23) Para o circuito visto na Fig. 22, calcular a corrente (i) e a tensão (v) assinalados, bem como a
corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência (P ).
+
v 0, 2
−
i +
−
150 150
100
120100
100 200 200
10
Figura 22: Circuito para a questão 23).
Respostas: i ∼= 56, 52 mA; v ∼= 39, 78 V e P ∼= 8 W.
24) Avaliar as seguintes afirmações apresentadas a seguir, obtendo o somatório total (ST ) relativo
as alternativas corretas.
(2) Uma esfera metálica com carga elétrica negativa de valor igual a 6, 4.10−4 C, possui 3.1015 elétrons.
(4) Um átomo que possui mais prótons do que elétrons está negativamente ionizado.
(8) A diferença de potencial é capacidade de uma carga possui de realizar trabalho.
(16) No fluxo de corrente convencionalmente adotado, os elétrons fluem do potencial mais negativo
para o potencial mais positivo.
(32) Quando duas cargas pontuais, de 3 µC e 9 µC, estão separadas a uma distância de 1 m entre
si, a distância entre as cargas, onde o campo elétrico (medido com relação a carga de 3 µC) é nulo é
igual a 0,7m.
Resposta: ST = 8.
25) Para o circuito visto na Fig. 23, calcular o valor da corrente (i) e da tensão (v) destacados na
figura, bem como os valores de corrente e tensão de todos os elementos, realizando o balanço de
potência (P ). Determinar também o valor da energia (E) consumida por este circuito ao longo de
um mês, 30 dias, 12 horas por dia. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha.
Respostas: i ∼= 3, 8.10−3 A; v = 1, 52 V; P ∼= 53, 14.10−3 W e E ∼= 19, 13 Wh.
220
120
+
1
−
+
v
−
i 180
150
150
+ 2
−
Figura 23: Circuito para a questão 25).
26) Para o circuito visto na Fig. 24, calcular a corrente (i) e a tensão (v) destacados no circuito,
bem como a corrente e a tensão de todos os elementos, realizando o balanço de potência. Utilizar a
lei de Kirchhoff das tensões de nós para resolver o circuito.
0, 1
120
220 100i
270 560
180 150
150
−
v
+
Figura 24: Circuito para a questão 26).
Respostas: i ∼= −7, 95.10−3 A; v = −1, 32 V; P ∼= 1, 596 W.
27) Para o circuito visto na Fig. 25, calcular o valor da corrente (i) e da tensão (v) destacados na
figura, bem como os valores de corrente e tensão de todos os elementos, realizando o balanço de
potência (P ). Determinar também o valor da energia (E) consumida por este circuito ao longo de
um mês, 30 dias, 12 horas por dia. Usar a lei de Kirchhoff das correntes de malha.
220
+
1
−
+
v
−
120
i
150
180
330
+
2
−
Figura 25: Circuito para a questão 27).
Respostas: i ∼= 6, 13 mA; v ∼= −0, 2 V; P ∼= 9, 76 mW e E ∼= 3, 15 Wh.