Exercícios Elétrica 2003

Exercícios Elétrica 2003

(Parte 1 de 5)

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Questão 1 Padrão de Resposta Esperado

b)É preciso notar que os ramos CABD e CEFD são iguais, e têm comprimento de 1,5 m. Trabalhando com um desses ramos,

Como a dissipação de potência é idêntica e a mesma corrente (denominada i) atravessa R2 e R3, escrevemos:

c)O comprimento total da rede resistiva é igual a 4m, assim a resistência equivalente RAB é facilmente calculada pela expressão:

===Ω (valor: 2,0 pontos)

Solução alternativa para o item c, envolvendo a associação de resistores:

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Questão 2 Padrão de Resposta Esperado

Para a solução de todos os itens consideram-se X e Y como as variáveis de entrada da configuração.

a) Observa-se na tabela que PAB=, então, se A=1, obtém-se 1PBB=⋅=, logo, a configuração da figura a seguir é a solução. (valor: 2,0 pontos) b) Observa-se na tabela que QAB=, então, se B=1, obtém-se 1QAA=⋅=, logo, a configuração da figura a seguir é a solução. (valor: 2,0 pontos) c) Se PAB=, então, fazendo BX= e AY=, geramos o produto X.Y. Assim, a configuração da figura a seguir é a solução. (valor: 3,0 pontos)

configuração da figura a seguir é a solução(valor: 3,0 pontos)

d)Se QAB=, então, fazendo AY= e BX=, geramos o produto XYXY⋅=+, com um inversor na saída. Assim, a

X+Y 1

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Questão 3 Padrão de Resposta Esperado a)O método M1 pode gerar uma medida falsa porque o Ohmímetro estaria medindo a resistência R1 em paralelo com R2 em série com a resistência equivalente do circuito eletrônico. Dependendo dos valores de R1, R2 e da Req, a medida pode ser FALSA.

O método M2 é correto porque faz uso do TERRA VIRTUAL do amplificador operacional. Em conseqüência, o ponto A está aterrado e a medida é obtida pela equação de ganho do amplificador operacional.

(valor: 5,0 pontos)

b)Medindo diretamente do gráfico, com valores aproximados, podemos escrever a seguinte tabela (na região do joelho da curva).

O ponto de potência máxima ocorre quando a tensão é de 13,2 V e a corrente é 6,0 A. Neste caso, a potência máxima é: Pmax = 13,2 . 6 = 79,2 W

A resistência de carga neste ponto é obtida por:

Obs: A construção da tabela não é obrigatória na solução. O formando pode deduzir os dados diretamente do gráfico. Se os valores forem coerentes com as grandezas acima calculadas, a solução estará correta.

6,6
6,4
6,0
5,5

I(ampére)

6,0
76,8
79,2

P = VI(watt) 7,0

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Questão 4 Padrão de Resposta Esperado a)Escrevendo-se as equações correspondentes a cada amplificador operacional no domínio de Laplace, tem-se:

1 ZsY s Xs XsRR C s== +

de onde se deriva o diagrama seguinte:

1RKR=e 22TRC= (valor: 5,0 pontos)

onde b)A Função de Transferência em Malha Fechada se escreve

()()1()

K Ys KKTsFs

Us K Ts K K T sTs K

1() 1 RFs R RC SR

(valor: 3,0 pontos) c)A condição de estabilidade se expressa, então, como

+≥ou,
≥ , o que vale para qualquer R1 tendo em vista que R2 C2 > 0 e R > 0(valor: 2,0 pontos)

Σ U(s) Y(s)

R1 X(s)

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Questão 5 Padrão de Resposta Esperado Construindo a função objetivo, tem-se:

() 0,05100 1 0, 05T

Ap A pCK A K P K e K T−

Derivando C em relação a T e igualando a zero, tem-se:

Ap p p

K 10K 10KKe K e T ln T ln K K

T = 20 ln (2,5) = 18,32%

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Questão 6 Padrão de Resposta Esperado

Uma rápida análise permite concluir que os circuitos (2) e (4) violam as leis.

CIRCUITO 2: Com o chaveamento do conversor eletrônico, duas tensões (a da fonte e a do capacitor) poderiam ser conectadas diretamente, contrariando a Lei de Kirchhoff das tensões.

CIRCUITO 4: Com o chaveamento do conversor eletrônico, as correntes nos indutores, de valores diferentes, estariam sendo conectadas, contrariando a Lei de Kirchhoff das correntes.

Nos demais circuitos (1, 3 e 5), o chaveamento conecta sempre uma tensão com uma corrente, ou vice-versa, não contrariando imediatamente as leis de circuitos elétricos.

CIRCUITO 1: Com o chaveamento do conversor eletrônico, a fonte de tensão E é conectada a um indutor, que se comporta como uma fonte de corrente nesse momento.

CIRCUITO 3: Com o chaveamento do conversor eletrônico, a corrente no indutor é conectada à tensão do capacitor.

de corrente nesse momento(valor: 10,0 pontos)

CIRCUITO 5: Com o chaveamento do conversor eletrônico, a fonte de tensão E é conectada a um circuito indutivo, que se comporta como uma fonte Obs.: Foi atribuída uma pontuação parcial para respostas pertinentes, porém incompletas.

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