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2

Disciplina: 100986 – Eletricidade Básica Professor: Felipe V. Lopes Semestre: 2015.1

Lista de Exercícios UNIDADES 1 e 2

Questão 1 A corrente que atravessa o elemento ilustrado na figura a seguir é dada por:

Calcule a carga total que entra no terminal do elemento. cxcx ec

dxe1

:OBS . RESP: 4 C.

Questão 2 Determine a carga total que entra em um terminal entre os instantes t = 1 s e t = 2 s se a corrente que passa pelo terminal é i = (3t2 – t) ampères. RESP: 5,5 C.

Questão 3 O motor de uma máquina de lavar roupa consome 1200 W. Qual a energia em quilowatts-hora gasta em uma semana por uma lavanderia que dispõe de 8 máquinas, se todas elas forem utilizadas durante 10 horas por dia (h/dia) em 6 dias da semana? RESP: 576 kWh.

Questão 4 Considere que a tensão sobre um elemento passivo seja v(t) = 8e-t [V] e a corrente seja i(t) = 20e-t [A] para t ≥ 0 s. Determine a potência absorvida e a energia absorvida pelo elemento no primeiro segundo de operação. Assuma que a corrente e a tensão são nulas para t < 0 s. RESP: p(t) = 160.e-2t [W], Energia = 69,2 J.

Questão 5 Determine a potência fornecida para um elemento no instante t = 3 ms se a corrente que entra pelo terminal positivo for i = 5.cos(60.π.t) ampères e a tensão for: (a) v = 3i;(b) v = 3di/dt. RESP: (a) p(3 ms) = 53,47 W; (b) p(3 ms) = -6,396 kW.

Questão 6 Um pulso de tensão dado por v(t) = 20te-10t V foi aplicado no indutor de 100 mH ilustrado na figura a seguir. Determine a corrente no indutor em função do tempo para t > 0 s. (Assuma i(0) = 0 A). RESP: i(t) = 2(1 – 10.t.e-10t – e-10t) [A].

A 200

A 00

5teist

ist

2

Questão 7 A tensão entre os terminais de um capacitor de capacitância 0,6 μF é 0 para t < 0 s e 40e-15000tsen(30000t) V para t ≥ 0 s. Determine: (a) i(0); (b) A potência fornecida ao capacitor em t = π/80 ms; (c) A energia armazenada em t = π/80 ms. RESP: (a) i(0) = 0,72 A; (b) p(π/80 ms) = -649,92 mW; (c) w(π/80 ms) = 126,13 μJ.

Questão 8 Um indutor de 3 mH tem sobre seus terminais uma tensão que é descrita como: para 0 < t < 2 ms, V = 15 V e para 2 < t < 4 ms, V = -30 V. Obtenha os gráficos da tensão e corrente no indutor (vl e il, respectivamente) para os intervalos dados. RESP:

Questão 9 Determine as tensões e correntes indicadas no circuito da figura a seguir usando as leis de Kirchhoff (SUGESTÃO: Após resolver o problema, refaça o problema utilizando o método das tensões de nó e das correntes de malha confirmando os resultados já obtidos via leis de Kirchhoff). RESP: i1 = 12 A, i2 = 8 A, i3 = 4 A, v1 = 96 V, v2 = 24 V, v3 = 24 V.

Questão 10 Escreva as expressões matemáticas para tensões e correntes senoidais com uma frequência de 60 Hz, fase zero e os seguintes valores RMS (valor eficaz): (a) 1,414 V; (b) 70,7 V; (c) 0,06 A; (d) 24 μA. RESP: (a) v = 2.sen(377t) V; (b) v = 100.sen(377t) V; (c) i = 84,87.10-3.sen(377t) A; (d) i = 33,95.10-6.sen(377t) A.

Questão 11 Em condições de corrente contínua (CC), determine a energia armazenada nos capacitores da figura a seguir. RESP: E20μF = 20,25 mJ, E30μF = 3,375 mJ.

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Questão 12 Usando as leis de Kirchhoff, determine V e I no circuito da figura a seguir. RESP: I = 0,5 A, V = 5 V.

Questão 13 Calcule a corrente no resistor de 23 Ω do circuito ilustrado a seguir pela aplicação do princípio da superposição. RESP: 11,234 A.

Questão 14 Determine i no circuito da figura a seguir pelo princípio da superposição. RESP: 17 A.

Questão 15 Use uma transformação Y – Δ para calcular a tensão v no circuito da figura a seguir. RESP: v = 35 V.

Questão 16 Usando o princípio da superposição, determine I1 no circuito da figura a seguir. RESP: I1 = 1 A.

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Questão 17 Determine i1 e i2 no circuito da figura a seguir usando método das tensões de nó. RESP: i1 = 17 A, i2 = -1 A.

Questão 18 Determine i1 e i2 no circuito da figura a seguir usando método das correntes de malha. RESP: ia = 5,5 A, ib = 1,25 A.

Questão 19 Usando o método das tensões de nó, resolva novamente a Questão 16. RESP: I1 = 1 A.

Questão 20 Determine a tensão v no circuito a seguir por meio do método das tensões de nó e pelo método das correntes de malha. RESP: v = 48 V.

Questão 21 Usando o método das correntes de malha e das tensões de nó, determine a potência dissipada no resistor de 1 Ω. RESP: 36 W.

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Questão 22 Obtenha o circuito equivalente de Thévenin em relação aos terminais do resistor de 23 Ω do circuito da Questão 13 e em seguida calcule a corrente que flui por este mesmo resistor. RESP: 11,234 A.

Questão 23 Determine o circuito equivalente de Thévenin em relação aos terminais a e b. Em seguida, calcule a tensão Vab entre os terminais a e b quando um resistor de 3 Ω é inserido entre eles. RESP: vab = -2,67 V.

Questão 24 Determine o circuito equivalente de Thévenin do circuito ilustrado a seguir em relação aos terminais a e b.

RESP:

Questão 25 Obtenha o circuito equivalente de Norton em relação aos terminais do resistor de 23 Ω do circuito da Questão 13 e em seguida calcule a corrente que flui por este mesmo resistor. RESP: 11,234 A.

Questão 26 Determine o circuito equivalente de Norton em relação aos terminais a e b do circuito da Questão 23. Depois, calcule a tensão Vab entre os terminais a e b quando um resistor de 3 Ω é inserido entre eles. RESP: vab = -2,67 V.

Questão 27 Determine o circuito equivalente de Norton do circuito da Questão 24 em relação aos terminais a e b sem usar transformação de fontes. Em seguida, obtenha o mesmo circuito utilizando apenas transformação de fontes. RESP: