ATIVIDADE 3 – CIRCUITOS ELÉTRICOS – 54_2024
Período:21/10/2024 08:00 a 24/11/2024 23:59 (Horário de Brasília)
Status:ABERTO
Nota máxima:0,50
Gabarito:Gabarito será liberado no dia 25/11/2024 00:00 (Horário de Brasília)
Nota obtida:
1ª QUESTÃO
Quando um circuito linear tiver 2 ou mais fontes independentes é possível calcular o valor de uma tensão ou corrente a partir da contribuição isolada de cada fonte e então somá-las. Essa técnica é chama de Superposição.
Elaborado pelo professor, 2024.
Considere o circuito apresentado na Figura 1, onde deve-se aplicar o teorema da Superposição para determinar o valor de Vo. Para isso, entenda que é necessário analisar o circuito sob duas configurações:

– Sob o efeito da fonte de 2 mA (Vo’)
– Sob o efeito da fonte de 12 V (Vo’’)

Figura 1 – Circuito para aplicação do Teorema da Superposição.
Fonte: Adaptado de SADIKU, 2013.
Considerando o contexto apresentado, analise as afirmações a seguir:
I. A tensão Vo é 8 V.
II. A tensão Vo será resultado da soma: Vo=Vo’+Vo’’=2,667+6,4 = 9,067 V.
III. A tensão Vo’ seria de 3,33 V a partir da análise do circuito após anular a fonte de 12 V.
IV. No cálculo de Vo’’, ou seja, anulando-se a fonte de 2 mA, o resistor de 2 kΩ ficará em série com o resistor de 8 kΩ. A corrente que os atravessa tem o valor de aproximadamente 667 μA.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

I e II, apenas.

I e IV, apenas.

II e IV, apenas.

III e IV, apenas.

I, II e III, apenas.

2ª QUESTÃO
Os circuitos trifásicos permitem ser utilizados em configurações diversas, considere uma carga equilibrada em estrela com impedância de 10+j8 conectada a uma rede de tensão trifásica equilibrada em estrela e sequência positiva com tensão a=120∠20° e impedância em série de a=2+j por meio de uma linha de transmissão com impedância l=3+j2.

 

OLIVEIRA, Igor Henrique Nascimento. Circuitos Elétricos. Maringá – PR: UniCesumar, 2019 (adaptado).


Considerando o texto apresentado e os conceitos relacionados aos circuitos trifásicos Estrela-Estrela equilibrados, avalie as afirmativas a seguir.

I. A corrente de linha é de Îa=6,45∠-16,25° A.
II. A corrente que atravessa a impedância é Îa=6,45∠-16,25° A.
III. A tensão de linha nos terminais da carga  AB=143,11∠52,40° V.
IV. As tensões de fase complementares são  b=120∠260° V e c=120∠140° V.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

I, apenas.

I, II, III e IV.

II e IV, apenas.

III e IV, apenas.

I, II e III, apenas.

3ª QUESTÃO
Na Unidade 7 vimos que os mesmos métodos de análise para circuitos resistivos podem ser aplicados em circuitos alimentados em corrente alternada. Para isso, devemos converter os elementos passivos (resistores, capacitores e indutores) em Impedâncias.
O método de análise Nodal é aquele que utiliza a Lei de Kirchhoff das Correntes para criar um sistema de equações, cuja quantidade de equações irá depender da quantidade de incógnitas que temos no circuito. No caso do circuito a seguir, V1 e V2 são as variáveis que podemos encontrar ao final da análise Nodal. Em seguida, podemos aplicar a Lei de Ohm para encontrar qualquer valor de corrente que flui através dos elementos passivos do circuito.
Elaborado pelo professor, 2024.
Neste contexto, analise o circuito da Figura a seguir:
Fonte: O Autor.
Assinale a alternativa correta com o valor da tensão nodal V2 e com a corrente no indutor (j3), aplicando o método de análise Nodal.Obs: Os valores de tensão e corrente correspondem aos módulos no formato POLAR.
ALTERNATIVAS

V2=6 V e IL=-2 A.

V2=5.47 V e IL=2.29 A.

V2=6.88 V e IL=1.82 A.

V2=8.79 V e IL=2.29 A.

V2=8.79 V e IL=2.93 A.

4ª QUESTÃO
Na Unidade 6 do livro base, aprofundamos nossos conhecimentos sobre circuitos elétricos em corrente alternada (CA). Vimos que, diferentemente da corrente contínua (CC), a corrente alternada varia sinusoidalmente ao longo do tempo, o que exige um tratamento matemático específico para sua análise. Neste contexto, introduzimos o conceito de fasor, uma representação complexa de uma grandeza senoidal que facilita significativamente os cálculos em circuitos CA.
A Figura 1 apresenta um circuito típico composto por resistores, indutores e capacitores. Para analisarmos esse circuito em regime permanente senoidal, é fundamental converter todos os elementos passivos (R, L e C) e as fontes de tensão e corrente em seus respectivos Fasores. Essa transformação nos permite aplicar as mesmas leis de Kirchhoff e as técnicas de análise nodal e malhas utilizadas em circuitos CC, porém agora no domínio dos números complexos.
Elaborado pelo professor, 2024.

Com base no contexto apresentado, analise o circuito da Figura 1. Considere Vs = 20 cos (5t) V.

Figura 1 – Circuito RLC em CA.
Fonte: Adaptado de IRWIN, 2008.

Com base nos conhecimentos adquiridos e utilizando a Figura 1 como referência, assinale a alternativa correta com o valor da tensão Vo em destaque. Obs. Utilize a calculadora na configuração DEG e no formato POLAR para se aproximar aos valores apresentados.

ALTERNATIVAS

20 ang(0°) V.

11,11 ang(0°) V.

12,9 ang(1,85°) V.

12,37 ang(21,80°) V.

24,76 ang(-21,80°) V.

5ª QUESTÃO
Os circuitos trifásicos permitem ser utilizados em configurações chamadas de estrela e triângulo, entregando de forma diferente as tensões e correntes à carga. A configuração Estrela-Estrela é uma das formas de combinar a carga e a tensão trifásica, nessa configuração uma fonte trifásica em estrela é ligada com uma carga também em estrela.

 

OLIVEIRA, Igor Henrique Nascimento. Circuitos Elétricos. Maringá – PR: UniCesumar, 2019 (adaptado).
Considerando o texto apresentado e os conceitos relacionados aos circuitos trifásicos Estrela-Estrela equilibrado, avalie as afirmativas a seguir.


 I. A corrente de fase é igual a de linha em um circuito Estrela-Estrela equilibrado.
 II. A corrente de linha é obtida fazendo a divisão da tensão de fase pela impedância da carga.
 III. Os circuitos trifásicos Estrela-Estrela podem ser simplificados para um circuito monofásico por fase.
 IV. A corrente em cada fase será em módulo igual e com ângulo de defasagem de 120° entre cada fase.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

I, apenas.

I, II, III e IV.

II e IV, apenas.

III e IV, apenas.

I, II e III, apenas.

6ª QUESTÃO

Circuitos de Primeira Ordem são chamados assim pois a medida que adicionamos ao circuito um elemento armazenador (Capacitor ou Indutor) a aplicação das leis de Kirchhoff neste circuito resulta em equações diferenciais de primeira ordem, diferente de circuitos puramente resistivos que geram apenas equações algébricas.
Quando uma fonte de energia independente é conectada ao circuito com capacitor sem interrupções, podemos entender que este capacitor irá se carregar e manter a carga por tempo indeterminado (“infinitamente”). Caso esta (única) fonte seja retirada, o capacitor passa a ser a fonte de energia do circuito, porém como sua energia é limitada, a tensão e a corrente acontecem no circuito por um tempo determinado. Neste segundo caso chamamos de descarga do capacitor – ou circuito RC sem fonte.

Elaborado pelo professor, 2024.

O circuito da Figura 1 ilustra uma associação de resistores e capacitores associados à uma fonte de 20 V, onde um voltímetro V1 é posicionado em paralelo com uma associação de capacitores. Considere que os capacitores estão inicialmente descarregados e a fonte passa a fornecer energia a partir do tempo t = 0.

Figura 1 – Circuito RC com fonte de alimentação permanente.

Fonte: O autor.

Considerando o contexto proposto, analiese as afirmações a seguir:

I. A constante de temporização do circuito é τ = 0,9 segundos.
II. A capacitância equivalente em paralelo com o voltímetro é de 150 μF.
III. A tensão no capacitor equivalente Ceq atingirá o valor de 15 V em aproximadamente 1,25 segundos.
IV. A tensão no capacitor equivalente (Ceq) atingirá o valor de aproximadamente 19,9 V após 45 segundos após a energização.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

I e II, apenas.

I e III, apenas.

III e IV, apenas.

I, II e III, apenas.

II, III e IV, apenas.

7ª QUESTÃO
A tensão média de uma onda senoidal é sempre nula, e para medir sua tensão é utilizado o seu valor eficaz. O termo pode não ser muito conhecido, mas é o valor que costuma-se utilizar no dia a dia, uma vez que ao se medir o valor eficaz das tomadas residenciais será encontrado basicamente dois valores 127V ou 220V.
OLIVEIRA, Igor Henrique Nascimento. Circuitos Elétricos. Maringá – PR: UniCesumar, 2019 (adaptado).


Considerando o texto apresentado anteriormente, avalie as afirmativas a seguir.

I. O valor eficaz ou RMS é fundamentalmente um valor positivo variante no tempo.
II. O valor de tensão eficaz de uma onda senoidal pura pode ser obtido multiplicando a tensão de pico pela raiz quadrada de dois.
III. O valor eficaz da tensão de uma onda senoidal pode ser obtido pela raiz quadrada da média do valor ao quadrado da tensão no tempo.
IV. A corrente eficaz de uma carga puramente resistiva, em um circuito alimentado por uma onda senoidal v(t)=20 cos(120t)V absorvendo uma potência de 20 W, é de ief (t)= √2  A.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

I e IV, apenas.

II e III, apenas.

III e IV, apenas.

I, II e IV, apenas.

II, III e IV, apenas.

8ª QUESTÃO

Qual grandeza contém informações a respeito da potência média na parte real, da potência reativa na parte imaginária e da potência aparente pelo seu módulo?
ALTERNATIVAS

Tensão RMS

Potência reativa

Potência média

Potência complexa

Potência instantânea

9ª QUESTÃO
Na Unidade 8 do livro base, aprofundamos o estudo dos circuitos elétricos em corrente alternada (CA), focando no cálculo de potência. Vimos que a potência em circuitos CA apresenta algumas particularidades em relação à potência em circuitos CC, devido à natureza senoidal da tensão e corrente. A potência aparente, a potência ativa e a potência reativa são conceitos fundamentais para a análise de circuitos CA e para o dimensionamento de equipamentos elétricos.
A análise de potência em circuitos CA é de extrema importância para a engenharia elétrica, pois permite avaliar a eficiência de sistemas de transmissão e distribuição de energia, dimensionar equipamentos como transformadores e linhas de transmissão, além de realizar estudos de qualidade de energia. Exemplos de aplicações incluem o cálculo das perdas em linhas de transmissão, a otimização do fator de potência em sistemas industriais e a análise de harmônicos em sistemas elétricos.
Elaborado pelo professor, 2024.
Com base no contexto apresentado, analise o circuito da Figura 1.
 Figura 1 – Circuito com cargas em CA.
Adaptado de SADIKU, 2013.
Considerando os conhecimentos adquiridos sobre cálculo de potência em circuitos CA, assinale a alternativa correta com o valor da tensão Vs que alimenta o sistema elétrico representado no circuito da Figura 1.

Obs1: Configura sua calculadora para DEG.
Obs2: Os valores apresentados nas alternativas de resposta estão no formato de “valores eficazes (RMS) e representam apenas os módulos dos Fasores de tensão.

ALTERNATIVAS

219,99 Vrms.

220,00 Vrms.

249,54 Vrms.

271,30 Vrms.

380,00 Vrms.

10ª QUESTÃO

Para circuitos alimentados por uma ou mais fontes de corrente alternada as Leis de Kirchhoff também podem ser aplicadas. Encontrar as tensões e correntes em cada um dos elementos pode ser feita por meio da análise de malhas e de nós.

OLIVEIRA, Igor Henrique Nascimento. Circuitos Elétricos. Maringá – PR: UniCesumar, 2019 (adaptado).

Considerando a figura apresentada anteriormente, avalie as afirmativas a seguir.

I. A tensão em V1=12,65 cos(200t+78,43°)V.
II. A associação de todas as impedâncias do circuito equivale a (150-j50).
III. As impedâncias no circuito podem ser representadas por: 200, j400, 100 e –j500.
IV. O ângulo de fase da corrente que passa pelo resistor de 200  é o mesmo que o da tensão V1.

É correto o que se afirma em:

ALTERNATIVAS

I, apenas.

I, II, III e IV.

II e IV, apenas.

III e IV, apenas.

I, II e III, apenas.

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