Curso: INFORMÁTICA INTEGRADO Disciplina: ELETRICIDADE

Curso: INFORMÁTICA INTEGRADO
Disciplina: ELETRICIDADE INSTRUMENTAL Carga-Horária: 90 h (120h/a)
Professor: Jean Carlos da Silva Galdino
Sala:
Aluno:____________________________________________________________Turma__________
Revisão de Ondas eletromagnéticas
A Lei de Faraday afirma que as variações de campo magnético produz campo elétrico. Em 1864, o físico escocês James Clerk
MaxWell propôs o efeito inverso. A variação do campo elétrico produz um campo magnético, ou seja, um campo magnético
variável produz um campo elétrico variável, que produz campo magnético variável, e assim por diante, dando origem assim as
ondas eletromagnéticas.
Então, as ondas eletromagnéticas são geradas por cargas elétricas oscilantes. Elas não necessitam de um meio material para se
propagar, podendo fazê-lo no vácuo. Por exemplo: Ondas de rádio, de televisão, de luz, de radar, raios X, raios laser etc. Maxwell
ainda mostrou que, no vácuo, todas as ondas eletromagnéticas se propagam com a mesma velocidade 3.108 𝑚/𝑠. Que é a
velocidade da luz no vácuo.
Uma outra características das ondas, em geral, é que elas podem ser unidimensional, aquelas que se propagam apenas em uma
direção, como as ondas mecânicas de uma corda, bidimensional como as ondas de um lago e tridimensional, que se propagam em
todas as direções, como as ondas sonoras no ar atmosférico ou em metais.
As ondas que são periódicas se repetem ao longo do tempo. Como exemplo: Uma onda senoidal, como ilustrada na figura abaixo:
A parte elevada da onda se chama crista (Pico) e a cavidade se chama vale.
Denomina-se período T o tempo gasto entre duas cristas consecutivas, ou o tempo entre os dois picos, podemos notar que este
tempo é o mesmo entre o inicio da onda mostrada na figura acima e o ponto em que ela começa a se repetir.
Chama-se freqüência F o número de repetições que a onda eletromagnética tem em um segundo. Assim, podemos estabelecer a
relação entre período (T) e freqüência (F).
1
𝐹=
𝑇
A distância entre duas cristas (pico) ou dois vales consecutivos é denominada comprimento de onda, representado por λ
(Lâmbda). O comprimento de onda se relaciona com a frequência pela equação abaixo.
𝑉
𝜆=
𝐹
A amplitude da onda é o ponto máximo que ela atinge, ou seja, o valor do pico. Na onda mostrada na figura acima a amplitude
máxima
é
10V,
o
período
é
2ms
e
a
freqüência
pode
ser
calculada
utilizando-se
𝐹=
1
𝑇
=
1
2𝑚
= 0,5𝑘 = 500𝐻𝑧,
Para a onda dada também é possível calcular o comprimento de onda, para isso utilizaremos
𝑉
𝑐
300000000𝑚/𝑠
𝜆=
= =
= 600000𝑚
𝐹
𝐹
500
Velocidade Angular é a velocidade de rotação quando estamos formando uma volta completa de uma senoide, o símbolo utilizado
𝛼
para a velocidade angular é o 𝜔 (ô𝑚𝑒𝑔𝑎) => 𝜔 = Razão entre o ângulo e o tempo. sendo 𝜔 especificado em radianos por
𝑡
segundos. O tempo necessário para uma onda completar um ciclo é o período e esse ciclo possui exatamente 2π radianos, temos
𝛼
2𝜋
𝑡
𝑇
então: 𝜔 = =
=2𝜋𝐹 . Podemos notar então que quanto maior a freqüência da forma de onda senoidal maior será a sua
velocidade angular.
1
Lista de exercícios I – Bimestre III
01) Calcule o período das ondas periódica cujas frequências estão dadas abaixo.
a. 60Hz
b. 1000Hz
c. 500000Hz
d. 2GHz
02) A velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas no ar é de aproximadamente 3.108 𝑚/𝑠. A emissora de rádio que
opera na faixa de 30 metros emite que freqüência em Megahertz (MHz)?
03) Um rádio receptor opera em duas modulações: AM, que cobre o intervalo entre 550 a 1550 kHz e FM, que cobre de 88 a
108 MHz. Sabendo que a velocidade das ondas eletromagnéticas no vácuo vale 3.108 𝑚/𝑠. Determine, aproximadamente,
o menor e o maior comprimento de onda que podem ser captados por este rádio?
04) Sabendo que 𝑉 = 5 𝑠𝑒𝑛 𝜃 calcule o valor de V para cada ângulo 𝜃 dado abaixo :
a. 𝜃 = 60°
b. 𝜃 = 90°
c. 𝜃 = 180°
d. 𝜃 = 30°
05) Calcule:
a. A velocidade angular de uma forma de onda senoidal cuja freqüência é 60 Hz.
b. Qual o comprimento de onda de uma onda alternada cuja frequência é de 1kHz?
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06) Calcule o período das ondas alternadas cujas frequências são dadas abaixo:
a. 50Hz
b. 95 kHz
c. 100 MHz
d. 0,001 Hz
07) Se uma tensão alternada tiver um valor de pico de 155,6 V, qual será o ângulo de fase para o qual a tensão instantânea é
de 110 V.
08) A faixa de áudio estende-se de 20 Hz até 20 kHz. Calcule a faixa do período de onda para estas audifrequências?
09) Um determinado roteador trabalha na frequência de 5GHz, pede-se:
a. O período desta frequência
b. O comprimento de onda
10) Sabendo que a rede padrão Ethernet funciona a 100Mbits/s e considerando que a cada pulso de clock transmite-se 1 bit,
encontre o período do um sinal ethernet para este caso.
11) Com o aumento das taxas de transmissão de dados pelas redes de computadores, o cabeamento UTP de alto desempenho
tornou-se uma necessidade. Então, estabeleceu-se algumas categorias para estes cabos, de acordo com sua capacidade de
transmissão conforme, tabela a ser completada abaixo:
Categoria
3
4
5
Frequência máxima
16 Mhz
20 Mhz
100 Mhz
Período
Comprimento de onda
3
12) Um sinal elétrico geralmente não possui uma frequência fixa e sem variações, ele varia dentre de uma faixa de
frequência entre um valor máximo e mínimo. Por exemplo, a voz uma, varia de 96 Hz a 1152 Hz. Isso é chamado de
banda passante, largura de banda, ou bandwidth. Para o texto acima encontre a largura de banda, e a faixa de período e de
comprimento de onda.
13) Calcule o período e o comprimento de onda das seguintes frequências de rádios dadas abaixo:
a.
b.
c.
d.
e.
96.7 Mhz
1050 Khz
640 Khz
104.9 Mhz
2.4 Ghz
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Lista de exercícios II – Bimestre III
01) Encontre a amplitude, o período e a frequência dos sinais senoidais mostrados abaixo: considere que a escala de
amplitude é de 5V/DIV e de tempo é de 2ms/DIV.
02) Encontre a amplitude, o período e a frequência dos sinais senoidais mostrados abaixo: considere que a escala de
amplitude é de 20mV/DIV e de tempo é de 100µs/DIV.
03) Encontre a defasagem angular entre os sinais.
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04) O valor de pico de uma onda senoidal é 5V e sua frequência é de 1KHz, pede-se:
a. Desenhar a onda
b. Seu período
c. Sua velocidade angular
d. Sua expressão matemática
05) Dado o gráfico de i(t) e v(t) ao lado encontre:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
Corrente máxima ou corrente de pico.
Tensão máxima ou tensão de pico.
Período da corrente e da tensão.
Frequência da corrente e da tensão.
Ângulo de defasagem entre tensão e corrente.
O circuito é indutivo ou capacitivo?
06) O que são capacitores?
07) Para que servem os capacitores?
08) Quais os tipos de capacitores?
09) O que é um indutor?
10) Como se associam os indutores? E os capacitores?
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