segunda lista de exercicios eletricidade basica

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Eletricidade Básica - Segunda Lista de Exercícios

Segunda Lista de Exercícios

Eletricidade Básica

Prof.: Leonardo Nepomuceno

OBSERVAÇÃO: Esta lista de exercícios avalia o conteúdo ministrado em sala de aula e o conteúdo descrito nos capítulos 11, 12, 13 e 14 do livro texto: ELETRICIDADE BÁSICA, Milton Gussow.

  1. A tensão de pico de uma onda seno CA é de 100 V. Calcule a tensão instantânea em , ,,,, . Qual o seu valor eficaz? Qual a representação fasorial desta onda, se ela está adiantada de 30 graus em relação a uma onda de referência? Resp: 0, 50V, 86.6V, 100V, 70.7V,-90.6V, 70.71, .

  1. Para a onda descrita no exercício anterior, qual deve ser o valor medido se utilizarmos um aparelho de medição desta onda (voltímetro). Resp.: 70.71V.

  1. Um forno elétrico consome 7.5 A de uma fonte de alimentação CC de 120 V. Qual o valor máximo de uma corrente alternada capaz de produzir o mesmo efeito térmico? Calcule a potência consumida em CA. Resp.: 10.6A, 900W.

  1. Seja a onda mostrada na Figura 1 a seguir. Calcule a tensão lida por um voltímetro, a tensão de pico-a-pico, o período e a freqüência da onda. Resp.: 38.2V, 108V, 2μs, 0.5MHz

Figura 1. Onda senoidal utilizada na resolução do exercício 4.

  1. Determine o ângulo de fase para cada onda CA mostrada na Figura 2 e descreva o seu fasor adotando o fasor I como referência. Em todas as figuras temos que o valor máximo de i vale 1 o valor máximo de v vale 3. Resp.: a)b) c) d) .

Figura 2. Ondas senoidais utilizadas na resolução do exercício 5.

  1. Calcule a corrente e a potência consumidos de uma linha de alimentação de 110 V e 60 Hz por uma lâmpada de filamento de tungstênio cuja resistência é de 275 Ω. Faça o diagrama de fasores. Resp.: I=0.4A ; P=44W. A corrente e a tensão estão em fase.

  2. Para o circuito mostrado na Figura 3 calcule a corrente total , a corrente que passa em cada resistência e a tensão através de cada resistência. Faça o diagrama fasorial de todas as grandezas envolvidas utilizando a tensão total como referência. Resp.: , , ,.

Figura 3. Circuito utilizado na resolução do exercício 7.

  1. Uma corrente constante de 20 mA percorre uma bobina com uma indutância de 100 mH. Qual a tensão induzida na bobina? Resp. 0 V.

  1. Uma corrente que passa por uma bobina aumenta até o valor de 20 A em um tempo de 1/1000 s. Se a indutância da bobina for de 100 μH, qual será a tensão induzida neste instante? Resp.: 2V.

  1. Uma corrente CA, de 120Hz e 20 MA, está presente em um indutor de 10H. Qual a reatância do indutor e a queda de tensão através do indutor. Quais os valores eficaz e máximo da tensão desenvolvida no indutor? Resp.: 7.536 Ω, 150.7 V, 150.7V, 213,1V.

  1. Uma bobina de choque de 225 μH de resistência desprezível serve para limitar a corrente a 25 mA quando aos seus terminais são aplicados 40 V. Qual a freqüência da corrente. Resp. 1 MHz.

  1. Qual a indutância total vista dos terminais a b do circuito da Figura 4. Qual a reatância enxergada entre os pontos a e b se for aplicada uma freqüência de 2 MHz . Resp.: 12mH, 150.720Ω.

Figura 4. Circuito para o exercício 12.

  1. Calcule a indutância equivalente vista dos pontos a e b para os circuitos da Figura 5. Resp.: 28H, 16H.

Figura 5. Circuitos para o exercício 13.

  1. Uma bobina de 20H é ligada a uma linha de alimentação CA de 110 V e 60 Hz. Se a bobina tiver uma resistência interna nula , qual a corrente e as potência ativa, reativa e aparente consumidas ? Desenhe o diagrama fasorial mostrando todos os fasores envolvidos. Resp.: 14.6 mA, 0W, 1.60 VAR, 1.60VA.

  1. Uma bobina de sintonia tem uma indutância de 39.8 μH e uma resistência interna de 20 Ω. Calcule a sua impedância para uma freqüência de 100KHz e a corrente através da bobina se a queda de tensão for de 80 V através de toda a bobina. Calcule também a queda resistiva e a queda indutiva da bobina e desenhe o diagrama fasorial, adotando a corrente como referência. Resp.: , , , .

  1. A finalidade de um filtro passa - alta (Figura 6) é a de permitir que altas freqüências passem para a carga e evitar a passagem das baixas freqüências. Calcule as correntes nos ramos e , a corrente total , e a porcentagem da corrente total que passa pelo resistor da figura 6, quando for aplicado ao circuito (a) um sinal de audiofreqüência (baixa) de 80 V e 1.5KHz (b) um sinal de radiofreqüência (alta) de 80 V, 1 MHz. Resp.: (a), 3.8% (b) , 99.9%

Figura 6. Circuito para o exercício 16.

  1. Uma resistência de 500 Ω está em paralelo com uma reatância sendo o conjunto alimentado por uma tensão CA de 500V. Calcule , , e . Se a freqüência for duplicada então recalcule estas variáveis. Resp.: 1.95A, -59.1o, 256.4, 1.56 A, -39.8o , 384.6.

  1. Um motor de indução funcionando com um fator de potência de 0.8 consome 1056 W de uma linha de alimentação CA de 110 V. Qual a corrente ? Resp.: I= 12 A.

  1. Um resistor de 20 Ω e uma reatância indutiva de 15 Ω estão dispostos em paralelo em uma linha CA de 120 V. Calcule as correntes nos ramos, a corrente total, a impedância e a potência consumida; desenhe o diagrama fasorial. Resp.

  1. Para o circuito da Figura 7 calcule (a) a reatância indutiva (b) a impedância total (c) o valor rms (eficaz) da corrente e (d) a corrente de pico. Resp.:

Figura 7. Circuito para o exercício 20.

  1. Qual a capacitância total de 3 capacitores de 0.20μF, 0.20μF e 0.10μF ligados em paralelo. Se estes capacitores forem ligados em série, qual será a capacitância total. Resp,: 0.50 μF; 0.05 μF.

  1. Calcule a capacitância total e a reatância capacitiva total de três capacitores de 0.10μF, 0.50μF e 0.25μF ligados em série a um circuito de 60 Hz. Resp.: 0.0625 μF, 42.4 Ω.

  1. Um capacitor é introduzido em um circuito para se obter uma corrente adiantada de 5 A. Se a tensão for de 110V em 60 Hz, qual a capacitância.Resp.: 121 μF.

  1. Calcule a impedância de uma associação RC quando o capacitor de acoplamento é de 0.01 μF a freqüência de áudio de 1 KHz e a resistência é de 3 KΩ. Resp.: .

  1. Uma capacitância de 3.53 μF e uma resistência de 40 Ω estão ligadas em série através de uma fonte CA de 110V e 1.5 KHz. Calcule , , , , , , . Resp.: , , , , , , . Desenhe o diagrama fasorial do circuito.

  1. Para o circuito RLC série da Figura 8 calcule as reatâncias indutiva e capacitiva (,) a impedância total () a corrente no circuito (I), as quedas de tensão na resistência (), na indutância () e capacitância () a potência ativa total consumida (P) e o fator de potência (). Desenhe o diagrama fasorial do circuito adotando a tensão aplicada como referência. Resp.: , , , I=1A, , , , P= 24 W, FP= 0.8 capacitivo.

Figura 8. Circuito para o exercício 26.

  1. Calcule a impedância total e a corrente do circuito RLC série mostrado na Figura 9. Desenhe o diagrama fasorial do circuito utilizando a tensão da fonte como referência. Quais as potências ativa, reativa e aparente totais consumidas. Resp.: , I=2.82 A. P=200 W, Q=200VAR, S=282.84 VA.

Figura 9. Circuito para o exercício 27.

  1. Seja o circuito da figura 10 a seguir. Calcule , , o fator de potência e . Resp.: , , , .

Figura 10. Circuito para o exercício 28.

  1. Um motor consome 2 KW e 10 A de uma linha de 220V e 60 Hz. Calcule a potência aparente e a capacitância de um capacitor em paralelo que fará a correção do fator de potência total para 1. Resp.: S= 916 VA; C=50 μF.

  1. Seja o circuito da figura 11 a seguir. Calcule , , o fator de potência, e as potências ativa, reativa e aparente consumidas pelo circuito. Resp.: , ,, FP=0.934, P= 419 W, S=448.60, Q=160.27VAR.

Figura 11. Circuito para o exercício 30.

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