Lista de Exercícios – Circuito I – Capítulos 1 e 2.

Lista de Exercícios – Circuito I – Capítulos 1 e 2.
Material retirado das Listas de Exercícios COB781 (diversos livros)-Roberto Macoto Ichinose
1) Determine a potência dissipada nos resistores R1, R2, R3 e R4.
rta.: P1=P4=1W, P2=4W, P3=2W
2) A seguir são apresentados 5 circuitos, diga se eles podem ocorrer na prática e em
caso negativo (justifique sua resposta). Calcule a potência dissipada nos resistores nos
casos em que isso for possível for possível.
rta.: sim, sim, não, sim, não
3) Qual a potência e a energia consumidas de uma linha de 110V por um ferro elétrico
de 22Ω em 3 horas?
rta.: P=550W, E=1650WH
4) Um eletrodoméstico trabalha com uma tensão de 120V e possuí uma resistência de
18Ω. Sabendo que ele foi utilizado por um período de 10 horas e que o custo por
kilowatt-hora é de R$ 3,00 , qual será o valor a ser pago para a concessionária de
energia?
rta.: R$24,00
5) Um dipolo apresenta a característica de corrente e tensão da figura abaixo. Mostre,
caso ocorra, o(s) intervalo(s) de tempo onde o dipolo fornece energia ao sistema.
rta.: p<0
6) Calcule a energia gasta pelo circuito que trabalhou 5 horas dissipando a potência
indicada no gráfico abaixo.
P [W]
20
10
2
5 Horas
rta: 65WH
7) Calcule as potências para cada componente do circuito abaixo. Indique quando o
componente fornece ou absorve energia.
rta.: Potência fornecida: Fonte 2A (50W), Fonte 3A (78W), Fonte 20V (0W), Fonte 40V
(400W). Potência dissipada: Fonte 50V (200W), Fonte 15V (30W), R=5 (20W), R=2
(18W), R=4 (100W), R=7,5 (30W), R=2,5 (10W), R=1 (16W), R=6 (96W), R=4 (64W).
Lista de Exercícios – Circuito I – Capítulos 1 e 2.
Material retirado das Listas de Exercícios de Circuitos I – UFSC – Patrick Kuo Peng
(O atalho para as questões originais está na seção consulta – links úteis)
[UFSC – Circuitos Elétricos I - 2006/1] A potência dissipada por um resistor de 100Ω é dada
por p( t ) = 400e −4t W (para t > 0 ). Determine a expressão da carga, em µC, que atravessa este
resistor no intervalo de tempo 1ms<t<2ms.
Resposta: 200 µC
[UFSC – Circuitos Elétricos I - 2002/2] Uma bateria de automóvel é carregada com uma
corrente constante de 2A por 5 horas. A voltagem dos terminais da bateria vale
v( t ) = 11 + 0.5t [V] para t>0, t em horas.
a) Determine a energia W(t) entregue à bateria durante as 5 horas e trace o gráfico de
W(t).
b) Considerando o custo da energia elétrica de R$ 0.18/kWh, determine o custo de
carregamento da bateria por 5 horas.
Resposta: a) W(t = 5h) = 0.1225kWh
b) R$ 0.022
Lista de Exercícios – Circuito I – Capítulos 1 e 2.
Material retirado das Listas de Exercícios de Eletricidade A – UFRGS – John Wisbeck
(O atalho para as questões originais está na seção consulta – links úteis)
1) No modelo elétrico simplificado da figura 1 a fonte de tensão representa um sistema
de geração de energia de uma concessionária de energia elétrica e a fonte de corrente
um sistema alternativo de geração de energia elétrica a partir da energia solar, que
auxiliará no fornecimento de energia para os consumidores representados pela lâmpada.
A lâmpada incandescente empregada no circuito, quando conectada a uma fonte de
tensão de 120V, recebe 40W de potência.
+
V1
120V
-
L1
I1
1A
Figura 1.
a) Indique na figura 1 o sentido e o valor da corrente e da tensão na fonte de tensão, na
lâmpada e na fonte de corrente de acordo com a convenção passiva para os sinais.
b) Determine se a concessionária está fornecendo ou recebendo energia para o circuito;
c) Qual a energia em kWh transferida pela ou para a concessionária durante um dia.
d) Qual seria custo de se manter a lâmpada do problema 1 ligada por 10 horas quando a
energia elétrica custa 30 centavos de real/(kW.hora) durante a noite (quando a fonte
de energia solar não pode auxiliar, isto é, não fornece nenhuma corrente para o
circuito).
2) Uma lâmpada incandescente quando conectada a uma fonte de tensão de 120V
recebe 40W de potência. Indique na figura 2 o sentido e o valor da corrente na fonte de
tensão seguindo a convenção passiva.
+
-
V1
120V
L1
Figura 2.
3) Calcule qual o custo de se manter a lâmpada do problema 2 ligada por 10 horas
quando a energia elétrica custa 30 centavos de real/(kW.hora).
4) A moderna tecnologia produziu uma pequena bateria de níquel cádmio recarregável
de 1,25V que, quando totalmente carregada, possui armazenado 196J de energia. O
gráfico apresentado na figura 3 mostra a corrente drenada desta bateria diariamente em
função de sua utilização para alimentar um transmissor remoto de dados. Por quantos
dias a bateria poderá alimentar o transmissor com este ciclo de trabalho? (suponha que a
tensão sobre a bateria não se reduz durante todo o período de utilização)
i(t) mA
2,0
1,5
1,0
0,5
0
4
9
18 20
12
24
tempo (hrs)
Figura 3.
5) No caso do problema 4, se desejássemos devolver a energia retirada da bateria
diariamente por meio de uma célula solar e um dispositivo eletrônico que com a energia
solar coletada fornece uma corrente constante de 1ma para a carga da bateria, tal que o
modelo elétrico equivalente simplificado deste carregador é a fonte de corrente
constante de 1mA apresentado na figura 4. Com este aparato por quanto tempo a pilha
deveria ficar carregando diariamente?
Modelo Elétrico Simplificado do
Bateria
+
Carregador
1ma
1,25V
Figura 4
6) No circuito da figura 5 determine as variáveis desconhecidas (corrente, tensão e
potência em cada elemento) seguindo a convenção passiva sabendo que a potência
recebida pelo elemento B é de 70W e a fornecida pelo elemento D é 40W. Verifique se
o circuito obedece o princípio da conservação de energia.
+
+
-10V B ib
vd D
_
ic
_
C
A
3A
Figura 5
V
2A
E
I
P
A
B
C
D
E
Total
Correntes, tensões e potências de
acordo com a convenção passiva
7) No circuito da figura 6 determine as variáveis desconhecidas (corrente, tensão e
potência em cada elemento) seguindo a convenção passiva sabendo que a potência
recebida pelo elemento E é de 70W. Verifique se o circuito obedece o princípio da
conservação de energia.
V
+
+
3A
ic
B
D -10V
E
ve
_
_
C
5V A
I
P
A
B
C
D
E
2A
Total
Correntes, tensões e potências de
acordo com a convenção passiva
+
Figura 6
8) No circuito da figura 7 determine as variáveis desconhecidas (corrente, tensão e
potência em cada elemento) seguindo a convenção passiva sabendo que a potência
fornecida pelo elemento C é de 75W. Verifique se o circuito obedece o princípio da
conservação de energia.
+
B
ic
D
E
-3A
V
10V
_
C
15V A
I
P
A
B
C
D
E
4A
+
Total
Correntes, tensões e potências de
acordo com a convenção passiva
Figura 7
9) No circuito apresentado na figura 8, determine quais elementos e em que intervalos
de tempo, entre 0 e 10s, esses elementos estão recebendo energia do circuito.
R1
1k
I2
-10mA
I1
R2
2k
I3
20mA
I1(t) mA
20
15
10
5
0
4
5
10
tempo (s)
Figura 8
10) Um bipolo (dispositivo de dois terminais) não linear possui sua relação v-i, seguindo
a convenção passiva, dada pela seguinte equação: v=2i2-3i. Quando o dispositivo é
ligado a um circuito a corrente elétrica que o atravessa é alternada conforme indicado na
figura 9. Em quais intervalos de tempo entre 0 e 10 segundos o bipolo estará fornecendo
energia para o circuito?
i(t) A
2,0
1,5
1,0
0,5
0
4
5
10
tempo (s)
Figura 9
11) No circuito da figura 10 determine quais elementos e em que intervalos de tempo
esses elementos estão recebendo. Note que a corrente na fonte I2 é variável no tempo.
I2(t) A
2,0
1,5
R2
10
1,0
R1
5
+
I2
-
V1
10V
0,5
-0,5
0
4
5
10
tempo (s)
Figura 10
12) No circuito da figura 11 determine as potências nas fontes de energia seguindo a
convenção passiva.
R1
1k
+
I1
10mA
R2
1k
-
V1
10V
Lista de Exercícios – Circuito I – Capítulos 1 e 2.
Material retirado de provas de EEL420 – Professor Antonio Petraglia
1) Calcule as tensões sobre os resistores para cada um dos dois circuitos abaixo (observe
a polaridade).
2) Para um bipolo cujo gráfico da potência e da tensão estão representados abaixo,
desenhe as curvas da energia, e da corrente.
p[w]
v[V]
4
2
10
1
2
3
t[s]
-10
1
2
3
t[s]