Prova de Eletronica - Exercicios Resolvidos de Circuitos Eletricos

E 4k7W 100W 3k3W 2k2W 5k6W 6k8W 2k2W R3 R1 R7 R5 R6 R2 R4 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 1 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 1 No circuito a seguir determine o valor de E 35 mA NOME DATA ELABORAÇÃO DATA DATA APROVAÇÃO Paulo André dos Santos José Ricardo da Silva F00900 23012023 23012023 50W 330W 86W R4 R3 R5 100W 10V R2 R1 1V 2 Determine o valor de R2 1V Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 2 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 3 Sabendo que a potência dissipada pelo resistor indicado vale 100 mW determine a tensão do gerador e a sua potência V 1kW R1 1kW R4 1kW R3 1kW R2 1kW R7 1kW R6 1kW R5 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 3 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 4 Determine o valor de R3 R3 500W R2 4mA 200W R1 12V Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 4 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 05V 10mA 220W R2 1kW R6 1kW R5 R10 330W R3 220W 220W 620W 220W R1 470W R4 E R7 R8 R9 5 Determine o valor de E e R10 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 5 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 6 Calcule R2 para o resistor indicado dissipar 30mW 10W 10W 12V 10W 62W 39W 12W R6 R7 R4 R5 R1 R2 R8 10W R3 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 6 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 500W R3 R4 70W 330W 12V R2 R1 7 Calcule o valor de R3 para o resistor de 500W dissipar uma potência igual a 72mW Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 7 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO R2 10W 6v R1 8 Calcule o valor de R2 para o mesmo dissipar uma potência de 500mW Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 8 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 9 Considere a troca de 80 lâmpadas fluorescentes T10 de 40W operando 8 horas por dia durante 300 dias por ano por 80 lâmpadas tubular LED de 25W Calcule a Consumo de energia anual para as duas lâmpadas b Economia de energia anual caso se efetue a troca c Economia financeira anual para uma tarifa média de R 062 por kWh d PayBack simples considerando o custo de aquisição de R4290 por lâmpada LED Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 9 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO Em instalações elétricas o sistema de aterramento é projetado de modo que as diferenças de potenciais ddp de toque e de passo fiquem abaixo do limite de risco de fibrilação ventricular do coração A Figura 1 mostra um equivalente elétrico simplificado do corpo humano em que Zh 500 Ω Nas Figuras 2 e 3 estão apresentadas respectivamente as ddp de toque Ut e de passo Up para uma instalação sem aterramento As resistências do solo Rs1 e Rs2 dependem da resistividade do solo ρs10 Ωm e das distâncias dos trechos correspondentes A resistência de contato RC de cada pé com o solo depende da área da superfície de contato e da resistividade do solo podendo ser aproximada por RC k ρs com k 8 m1 Dessa forma calcule a Montar o circuito elétrico equivalente do sistema da figura 2 diretamente sem obter o equivalente elétrico da resistência do corpo humano e da resistência de contato b A corrente de choque ICH e a ddp de toque Ut indicadas na Figura 2 quando a corrente Ir na estrutura for igual a 105 A c Montar o circuito elétrico equivalente do sistema da figura 3 diretamente sem obter o equivalente elétrico da resistência do corpo humano da resistência de contato e da resistência de passo d A ddp de passo Up e a corrente de choque Ich indicadas na Figura 3 quando a corrente Ir for igual a 585 A 10 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação 10 de 10 P2ELE ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 Tecnólogo em Automação Industrial Instrumento de Avaliação ÁREAOCUPAÇÃO TÍTULO PAG CÓDIGO 1 E 129 V 2 R2 1578 Ω 3 E 50V P 475 W 4 R3 2kΩ 5 E 266 V R10 3392 Ω 6 R2 5034 Ω 7 R3 2kΩ 8 R2 2Ω OU R2 50Ω 10 a b ICH 100mA UT 104V c d Up5800V ICH 5A Simular o circuito em software para verificar a resposta RESPOSTAS DA LISTA 2 DE ELETRICIDADE OBS Os valores sofreram arredondamentos e não foram revisados 11 12 e 13 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 1 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE NOME DATA 1 No circuito a seguir determine o valor de E I A resistência equivalente entre R5 R6 e R7 é dada por R5R6R75600 68002200 5600 110000 1 1358974 Ω II Logo a tensão sobre a resistência equivalente entre R5 R6 e R7 é V REQ 67 800035358974 V R EQ 6781256V III A resistência equivalente entre R1 R2 e R3 é dada por R5R6R7 4700 33002200 4700 15500 1 12534 31Ω IV Logo a tensão sobre a resistência equivalente entre R5 R6 e R7 é a mesma sobre R5 logo a resistência equivalente entre R1 R2 e R3 vai drenar uma corrente de I R EQ1 231256 1 5500 1 4700 I R EQ12 3496mA V Portanto a fonte tem uma corrente de I fonte4 9635mA I fonte846mA VI Logo E1256 100 000846 E13406V R2 R6 E 6k8 35 mA 2k2 3k3 R1 4k7 R3 100 R4 5k6 R5 2k2 R7 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 2 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE ELABORAÇÃO DATA APROVAÇÃO DATA Paulo André dos Santos 23012023 José Ricardo da Silva 23012023 F00900 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 1 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 2 Determine o valor de R2 100 10V 1V I Aplicando as correntes de malha temos que 100330R2 I 1 330 I 2 10 malha1 330I 1 3308650 I 2 0 malha2 II Porém a corrente I 2 é dada por I 2 1 50 I 220mA III Conhecendo a corrente I 2 podemos determinar I 1 assim 330 I 1 3308650 I 2 0 mal ha2 330 I 1 33086500020 0 mal ha2 330 I 13308650 0020 I 12824mA IV Conhecendo a corrente I 2 e I 1 determinase R2 100330R2I 1 330 I 2 10 mal ha1 100330R2002824 3300020 10 R210330 0020 002824 100330 R2157 82Ω R1 R4 50 R2 330 R3 86 R5 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 4 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 3 Sabendo que a potência dissipada pelo resistor indicado vale 100 mW determine a tensão do gerador e a sua potência I Aplicando a Lei de Ohm no Resistor R1 temos que PU R1 I R1 P U R1U R1 R1 P U R1 2 R1 U R1PR1U R1011000U R110V I R1 U R1 R I R1 10 1000 I R 1001 A II Desta forma a corrente no resistor R7 é a mesma que a corrente no resistor R1 logo I R7001 A III Aplicando a lei das correntes a corrente no resistor R4 é a soma das correntes I R1 e I R7 I R 4001001 I R4002 A IV Logo a tensão E é dada por ER3R4 I R410 E1000100000210 E50V 1k R7 1k R6 1k R5 1k R4 V 1k R3 1k R1 1k R2 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 1 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 4 Determine o valor de R3 12V 4mA R3 500 R2 200 R1 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 6 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 5 Determine o valor de E e R10 I A corrente em R2 é a soma das correntes em R1 e R3 assim I R2I R1I R305 220 05 330 I R 2379mA II A tensão em R2 é dada por V R2R2 I R2220000379V R20833V III Portanto a tensão em V R6é a soma da tensão em R1 e R2 pois o resistor R6 está em paralelo com os resistores R1 e R2 que estão em série assim V R6V R1V R 2050833V R6133V IV Logo a corrente em R7 é dada por I R7I R2 133 1000470 133 1000 I R7379mA09047mA133mA I R760247 mA V A tensão E é a soma das tensões em R6 e R7 assim EV R 6V R713322000060247 E266V VI A tensão V R10 é dada por V R10EV R 82662200010V 10046V VII Logo a corrente no resistor é dada por I R10I R8I R90010 2200010 620 I R101355mA R9 620 R8 220 R7 220 E 05V R1 220 R3 330 R2 220 R4 470 R5 1k R6 1k R10 10mA Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 1 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE VIII Portanto o valor do resistor R10 é calculado da seguinte forma R10V 10 I R10 046 001355 R103395 Ω Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 8 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 6 Calcule R2 para o resistor indicado dissipar 30mW 10 10 10 10 I Para o resistor indicado dissipar 30mW sua corrente deve ser de I R7 P R 0030 10 I R 75477mA II Logo a tensão sobre R5 é dada por V R5V R6V R8V R 7R6I R7R8I R7R7I R7V R 5R6R8R7I R 7 V R5101210 005477 V R51753V III A corrente em R5 é I R5 V R5 R5 1753 62 I R 52827mA IV A corrente em R3 e R4 é I R3I R5I R7 I R35477mA2827mA I R38354mA V A tensão em R1é a soma das tensão nos resistores R3R4 e R5 assim V R1R3R4R5I R3101062008354 V R 1685V VI A corrente em R1 é I R1 V R1 R1 6 85 39 I R10176 A VII A corrente que a fonte gera é a corrente em R2 logo 12V 39 R1 R2 62 R5 12 R8 R3 R4 R6 R7 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 1 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE I R2I R1I R30176008354 I R20260 A VIII A resistência equivalente do circuito é dada por REQV fonte I R2 12 0260 REQ4615Ω IX Assim R6R7R 8 R5R3R4 R11878ΩREQ 1345678 Logo 1 REQ 1 R2 1 REQ1345678 REQ R2REQ 1345678 R2RE Q1345678 4615 R21878 R21878 4615R21878R21878 46 15R21878R21878 R21878R20407 R20407R2 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 10 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 7 Calcule o valor de R3 para o resistor de 500 dissipar uma potência igual a 72mW I A corrente que passa pelo resistor de 500Ω é I 4 0072 500 I 40012mA II A tensão no resistor é R4 é dada por V R40012500V R46V III Aplicando a lei das tensões na malha a esquerda temos que 1270330I fonteV R30 1270330I fonte60 I fonte126 400 I fonte0015 A IV Desta forma o valor de I R3 é cálculado como I R3I fonteI R400150012 I R30003 A V Logo o valor de R3 é R3 V R3 I R 3 R3 6 0003 R32000Ω Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 8 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 8 Calcule o valor de R2 para o mesmo dissipar uma potência de 500mW 10 I Como R1e R2 estão em série a corrente que passa em R2 é a mesma que passa em R1 logo I 6 10R2 II A potência dissipada por R2 é dada por PR I 2 05R2 6 10R2 2 0 5R2 36 10R2 2 05 10R2 236 R210R2 272R210 2210R2R2 272 R2 R1 6v R2 Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 9 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE 9 Considere a troca de 80 lâmpadas fluorescentes T10 de 40W operando 8 horas por dia durante 300 dias por ano por 80 lâmpadas tubular LED de 25W Calcule a Consumo de energia anual para as duas lâmpadas b Economia de energia anual caso se efetue a troca c Economia financeira anual para uma tarifa média de R 062 por kWh d PayBack simples considerando o custo de aquisição de R4290 por lâmpada LED a Consumo de energia anual das lâmpadas antes e depois da troca Lâmpadas fluorescentes T10 40W Consumo diário Potência 40W x Horas de uso 8 horas Consumo diário 320 Wh Consumo anual Consumo diário x Dias por ano 300 dias x Número de lâmpadas 80 Consumo anual 320 Wh x 300 x 80 7680000 Wh 7680 kWh Lâmpadas tubulares LED 25W Consumo diário Potência 25W x Horas de uso 8 horas Consumo diário 200 Wh Consumo anual Consumo diário x Dias por ano 300 dias x Número de lâmpadas 80 Consumo anual 200 Wh x 300 x 80 4800000 Wh 4800 kWh b A economia de energia anual desde a troca foi Economia de energia Consumo anual das lâmpadas fluorescentes Consumo anual das lâmpadas LED Economia de energia 7680 kWh 4800 kWh 2880 kWh c A economia financeira anual considerando uma tarifa média de R 062 por kWh desde a troca foi Economia financeira Economia de energia x Tarifa Economia financeira 2880 kWh x R 062 R 178560 d O PayBack simples levando em conta o custo de aquisição de R4290 por lâmpada LED no momento da troca foi Custo total das lâmpadas LED Número de lâmpadas 80 x Custo por lâmpada R 4290 Custo total das lâmpadas LED 80 x R 4290 R 343200 PayBack simples Custo total das lâmpadas LED Economia financeira anual PayBack simples R 343200 R 178560 192 anos Portanto o payback simples foi de aproximadamente 192 anos Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG 10 de 10 TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO P2ELE Em instalações elétricas o sistema de aterramento é projetado de modo que as diferenças de potenciais ddp de toque e de passo fiquem abaixo do limite de risco de fibrilação ventricular do coração A Figura 1 mostra um equivalente elétrico simplificado do corpo humano em que Zh 500 Ω Nas Figuras 2 e 3 estão apresentadas respectivamente as ddp de toque Ut e de passo Up para uma instalação sem aterramento As resistências do solo Rs1 e Rs2 dependem da resistividade do solo ρs10 Ωm e das distâncias dos trechos correspondentes A resistência de contato RC de cada pé com o solo depende da área da superfície de contato e da resistividade do solo podendo ser aproximada por RC k ρs com k 8 m 1 Dessa forma calcule a Montar o circuito elétrico equivalente do sistema da figura 2 diretamente sem obter o equivalente elétrico da resistência do corpo humano e da resistência de contato 10 b A corrente de choque ICH e a ddp de toque Ut indicadas na Figura 2 quando a corrente Ir na estrutura for igual a 105 A A ddp de toque é dada por U T500250250 2 80 2 1 10 1 1 105U T10386U T1039V c Montar o circuito elétrico equivalente do sistema da figura 3 diretamente sem obter o equivalente elétrico da resistência do corpo humano da resistência de contato e da resistência de passo d A ddp de passo Up e a corrente de choque Ich indicadas na Figura 3 quando a corrente Ir for igual a 585 A A ddp de toque é dada por U P 8050050080 110 1 1585U P5800 Logo a corrente de choque Ich é I ch 5800 8050050080 I ch5800 1160 I Ch5 A Faculdade SENAI Mariano Ferraz UFP 106 ÁREAOCUPAÇÃO Tecnólogo em Automação Industrial PAG TÍTULO Instrumento de Avaliação CÓDIGO RESPOSTAS DA LISTA 2 DE ELETRICIDADE 1 E 129 V 2 R2 1578 Ω 3 E 50V P 475 W 4 R3 2kΩ 5 E 266 V R10 3392 Ω 6 R2 5034 Ω 7 R3 2kΩ 8 R2 2Ω OU R2 50Ω 10 a b ICH 100mA UT 104V c d Up5800V ICH 5A 11 12 e 13 Simular o circuito em software para verificar a resposta OBS Os valores sofreram arredondamentos e não foram revisados