Prova Sistemas Analogicos Automação Industrial - Teste de Verificação de Aprendizagem 02

Coordenadoria do Curso Técnico em Automação Industrial Concomitante ao Ensino Médio TPMAI15 Sistemas Analógicos 60h 72ha Professor Especialista Bene Régis Figueiredo Turma 20231TPMAI3N APROVEITAMENTO O aprendizado profissional requer responsabilidade comprometimento e integridade Quem finge que aprende engana a si mesmo Teste de Verificação de Aprendizagem 02 Instrumento de Avaliação Teórico Nome LEIA PRIMEIRAMENTE AS INSTRUÇÕES E A TAREFA DIRIGIDA Esta Tarefa Dirigida tem 7 questões e uma pontuação máxima de 100 pontos Peso 30 Esta Tarefa Dirigida deverá ser respondida individualmente A interpretação do texto é integrante do processo de verificação de aprendizagem As respostas às questões podem ser digitadas ou respondidas à caneta lápis manuscrito desde que digitalizadas de forma a ficarem perfeitamente legíveis Todas as respostas das questões propostas devem ser justificadas Os memoriais de cálculo devem estar organizados e conter todos os critérios de projeto os cálculos e resultados intermediários necessários para obtenção dos resultados Caso utilize alguma ferramenta online ou programa aplicativo instalado no computador de seu uso ou smartfone na solução das questões propostas elas deverão ser listadas e PrintScr da tela com o memorial de cálculo solução proposta anexado ao arquivo postado Legenda Atividade não cumprida Atividade cumprida completamente ⅔ ½ ⅓ Atividade cumprida parcialmente proporcional ao descrito Data de liberação da tarefa 0706 quartafeira a partir das 20h20min Data de entrega da tarefa 1006 sábado até às 22h A entrega será em meio digital arquivo no formato PDF ou no formato de imagem deverá ser postada EXCLUSIVAMENTE no Ambiente Virtual de Aprendizagem Moodle Cada questão proposta nesta Tarefa Dirigida deverá ser postada em arquivo específico nomeado conforme descrito a seguir questaoXXtva2nomedoalunocompleto o Exemplo questao01tva2EnebSigerOderieugifpdf O professor responsável pelo componente curricular se reserva ao direito de NÃO receber e tampouco corrigir a Tarefa Dirigida encaminhada via outro meio digital e informal ou fora do padrão solicitado Boa Tarefa Dirigida Orientações Para cada questão finalizada deste instrumento de avaliação poste imediatamente se possível para evitar problemas de acesso ao ambiente próximo ao horário de encerramento da tarefa ou postagem de um volume maior de arquivos A Tarefa está configurada no Ambiente Virtual de Aprendizagem Moodle para receber mais de um 1 arquivo limitado a vinte 20 e permite exclusão e repostagem de arquivos até o prazo limite dia e horário 2 1ª Questão 16 pontos a No circuito da Figura 1 considere vS 24 V R1 300 Ω R2 200 Ω R3 400 Ω Encontre iS para uma corrente do diodo de 20 mA b Se iS 15 mA encontre vS para uma queda de tensão 4 V através do diodo c Se iS 10mA encontre vS de modo que a tensão e a corrente no diodo sejam ambos iguais a zero d Encontre vS e iS para uma corrente de 30 mA através da resistência de 200 Ω e uma corrente de 20 mA através da resistência de 300 Ω A solução é única Figura 1 Diodo Ideal 3 2ª Questão 12 pontos As figuras abaixo mostram circuitos com diodos simulados no NI MultisimTM1 Examine as indicações de tensão mostradas em cada voltímetro2 Com base nessas leituras de tensão analise o circuito e determine se o diodo está funcionando corretamente se está aberto ou se está em curto circuito A sua resposta deve ser justificada tecnicamente Assumir que os diodos sejam ideais a b c d Figura 2 1 O Multisim é um ambiente de simulação SPICE padrão da indústria e software de projeto de circuitos para o ensino e pesquisa de eletrônica digital analógica e de potência 2 Instrumento que mede a voltagem entre dois pontos de um circuito elétrico 4 3ª Questão 12 pontos Figura 3 Diodo Zener 1N4744A a Se o diodo Zener for desconectado na Figura 3 qual é a tensão na carga b Qual é a resistência mínima da carga que pode ser utilizada na Figura 3 sem que o regulador Zener saia de regulação c Suponha que a tensão de alimentação da Figura 3 varia de 24 V para 40 V Qual será a corrente máxima no Zener d Suponha que a tensão de alimentação da Figura 3 diminua de 24 V para 0 V Em algum ponto o diodo Zener sairá de regulação Calcule a tensão da fonte onde a regulação será perdida e Na Figura 3 a tensão não regulada na saída da fonte de alimentação pode variar de 20 V a 26 V e a resistência da carga pode variar de 500 Ω a 15 kΩ O regulador Zener sairá de regulação sob estas condições f Na Figura 3 qual é a tensão na carga para cada uma das seguintes condições i Diodo Zener em curto ii Diodo Zener aberto iii Resistor em série aberto iv Resistor da carga em curto 5 4ª Questão 12 pontos Uma das aplicações para o diodo Zener é servir como regulador de tensão proporcionando tensões estáveis para uso em fontes de alimentação voltímetros e outros instrumentos O circuito da Figura 4 é implementado com o uso de diodos Zener e a tensão aplicada na entrada do circuito é senoidal cujos valores máximos positivo e negativo variam entre 20 V e 20 V Após passar pelos diodos Zener a tensão na saída foi limitada e varia entre 91 Vpositivo até 51 Vnegativo conforme ilustrada a Figura 4 Figura 4 Em face do exposto admitindose que todos os diodos são ideais o circuito com diodo Zener entre os pontos X e Y no espaço marcado com o ponto de interrogação que deve ser inserido nessa posição é a b c d e 6 5ª Questão 16 pontos No circuito da Figura 5 encontre o valor para o qual devemos alterar a resistência de 20 kΩ se quisermos que D1 conduza uma corrente 025 mA Figura 5 diodo ideal 6ª Questão 16 pontos O circuito da Figura 6 possui três entradas vw vx e vy e uma saída vz Expresse a saída em função das entradas Figura 6 7 7ª Questão 16 pontos A Figura 7 mostra um circuito ponte com os nós identificados Determine v34 v23 v5 e io Figura 7 Atividade Q01 24 V a diodo 20 mA Equação de nó V1 24 V1 300 20 x 103 V1 0 200 V1 1300 1200 008 002 V1 712 V Logo remos V1 07 V2 V2 65 V Equação do nó V2 is 20 x 103 V3 0 400 is 65 400 007 0010375 A b Aplicando conversão de fontes V R i 400 x 15 x 103 6 V Eq do nó V1 Vs V1 300 V1 200 V1 4 6 400 Vs 300 V1 1300 1200 1400 10 400 Vs 300 131200 V1 0025 Vsc 325 V1 75 Vs é no mínimo 6 4 10 V para que Vb 4 V No mínimo Vsc 325 10 75 25 V c V 10x103 400 4 V V1 V 0 4 V Pelo divisor de tensão V1 Vs 200 200 200 Vs V1 500 200 4 500 200 10 V b Vs 300 20 x 103 V1 0 V1 Vs 6 61 Além disso is 10x103 V2400 is 10x103 v107400 is 10x103 v1400 000175 v1 is 000825400 01 Comparando 01 e 03 Vs 6 400is 33 Vs 400is 27 A solução não é única mas precisa respeitar esta equação considerando Vdiodo 07V Q02 a Funcionando constantemente Justificativa Está diretamente polarizado b Funcionando constantemente Justificativa Diretamente polarizado c O diodo está como circuito aberto pois está novamente polarizado d O diodo funciona como circuito aberto também está novamente polarizado Q03 24V 470Ω 15V 15kΩ a VRL 24 15001500470 18274V b No mínimo VRL 15 Logo 24 RLRL470 15 24RL 15RL 7050 9RL 7050 RL 78333Ω mínimo c 40V 470Ω 15V 15kΩ i1 40 15470 00532A i2 151500 001A izmáx i1 i2 00432A d Vs min 1500 1500 470 15 Vs min 15 1500 470 1500 1971V e Caso RL seja mantido em 15KΩ e a fonte varie da faixa entre 20 à 26 não sairá da operação pois Vmin 1971V Caso Vs seja mantido em 24V a regulação será desfeita se RL 7833Ω ou seja para 500 RL 7833 f i VRL 0V ii VRL Vs 1500 1500 470 1827V iii VRL 0V iv VRL 0V Q051 15V 30K D1 10K D2 15K 20K RL 15V 025mA D2 aberto Com D2 aberto considerando D1 ideal podemos encontrar a equação de malha M1 15K 025 10³ RL 025 10³ 15 RL 15 1510³ 025 10³ 025 10³ RL 75KΩ Q061 20K 60K 20K Vx Vy Vw 20K 100K 20K 20K 20K 20K 60K 20K V1 Vx 1 60K 20K 4Vx V2 Vy 100K 20K 5Vy Vz Log Vz V1 Rt R1 V2 Rt R1 Vw Rt R1 Vz 4Vx 60K 20K 5Vy 60K 20K Vw 60K 20K Vz 12Vx 15Vy 3Vw Q07 10k 30k 50k 6V 30k 1 2 3 4 5 4 Vin io Vs 30k Vs3 V3 V3 6V V24 Vim Vs Vim io V1 10k 10