Eletrotecnia
Caderno de Exercícios
Caderno de exercícios de Eletrotecnia 1
Cap 1 - Lei de Ohm e resistência
Problema 1.1
Considere o seguinte circuito:
A) Determine a corrente elétrica para as seguintes condições e mostre o resultado nas unidades apropriadas: Ampére, miliampere, microampere, etc.
a. = 40 e = 20 Ω b. = 12 e = 2 Ω c. = 35 e = 5 Ω d. = 10 e = 2,5 Ω e. = 200 e = 40 Ω f. = 7,5 e = 2 × 10 Ω B) Determine a resistência para as seguintes condições e mostre o resultado nas unidades
apropriadas: Ohm, quilo-ohm, mili-ohm, etc.
a. = 50 e = 2,5 A b. = 37,5 e = 2
c. = 35 e = 5 A d. = 1 e = 8 × 10 e. = 200 e = 40 μA f. = 7,5 e = 3
C) Determine a queda de tensão na resistência para as seguintes condições e mostre o resultado nas unidades apropriadas: Volt, quilo-volt, mili-volt, etc.
a. = 40 Ω e = 2,5 A b. = 37,5 Ω e = 2 c. = 35 Ω e = 5 A d. = 1 Ω e = 8 × 10 e. = 200 Ω e = 40 μA f. = 2 Ω e = 3 μ
Problema 1.2
Considere o seguinte circuito:
A) Se a fonte de tensão for de 28 V qual a corrente que o amperímetro mede? B) Qual a tensão máxima para fundir o fusível?
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Problema 1.3
A) Determine a polaridade nos terminais da resistência em cada situação:
B) Determine o sentido da corrente elétrica na resistência em cada situação:
Problema 1.4
Um aquecedor de 1,2 kW tem uma resistência de 6 Ohms. Qual o valor da corrente elétrica que passa no circuito da resistência? E qual a tensão?
Problema 1.5
Considere uma resistência de 270 Ohms e de 0,5 W. Qual o valor máximo da corrente elétrica e o valor máximo da tensão que se pode aplicar na resistência?
Problema 1.6
Sabendo que o custo da energia elétrica é 0,17€ por kWh, determine o custo total energia consumida nos seguintes casos:
A) Uma tostadeira de 900 W durante 5 minutos; B) Um aquecedor de 220 V a 8 A durante 1,7 h;
C) Uma máquina de lavar loiça de 1100 W durante 36 minutos; D) Uma máquina de soldar 220V e 228 Ohm durante 24 minutos.
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Cap 2 – Análise de circuito DC
Problema 2.1 – Leis de Kirchhoff (associação de resistências)
a) Qual a resistência equivalente do circuito nos terminais AB?
b) Qual a resistência equivalente do circuito nos terminais AB se o ponto C for um circuito-aberto (C.A)?
Problema 2.2 – Leis de Kirchhoff
a) Qual o valor da resistência R para ser percorrida por uma corrente de 5A com o sentido indicado na figura?
b) O que é aconteceria à resistência R se a corrente de 5A tivesse o sentido oposto? É possível?
Problema 2.3 – Leis de Kirchhoff
a) Se I0 = 1A, qual o valor da fonte
de tensão Vs?
b) Para Vs = 100V, obtenha o valor da corrente I0?
Problema 2.4 – Leis de Kirchhoff
a) Obtenha o valor de R1 e R sabendo que a fonte de 5A fornece ao circuito 125W. b) Qual a potência fornecida ao
circuito pela fonte de tensão de 40V?
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Problema 2.5 – Leis de Kirchhoff
a) Qual a potência fornecida ao circuito pela fonte de tensão de 4V? b) Neste caso, o gerador comandado
de corrente fornece ou recebe energia eléctrica? Justifique.
(Sugestão: verifique o sentido da tensão e da corrente no gerador comandado.)
Problema 2.6 – Teorema da Sobreposição
Utilize o Teorema da Sobreposição para calcular a tensão V2.
Problema 2.7 – Teorema da Sobreposição
Utilize o Teorema da Sobreposição para calcular a corrente IX.
Problema 2.8 – Fonte real / Máxima transferência de potência
O circuito à esquerda dos terminais AB representa uma fonte “real” e à direita a sua carga.
a) Qual o valor de Rs para que se extraía a potência máxima da fonte real?
b) Qual o valor dessa potência máxima?
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Problema 2.9 – Teorema de Norton e Thévenin
Calcule o circuito equivalente de Norton aos terminais AB. E o equivalente de Thévenin.
Problema 2.10 – Teorema da Sobreposição e de Thévenin
Calcule o circuito equivalente de Thévenin aos terminais AB. Utilize o teorema da sobreposição para calcular a tensão equivalente de Thévenin.
Problema 2.11 – Teorema da Sobreposição
a) Recorrendo ao Teorema da Sobreposição calcule o valor da corrente I.
Nota: Os geradores comandados nunca se podem anular no teorema da Sobreposição.
Problema 2.12 – Teorema de Thévenin
a) Obtenha o circuito equivalente de Thévenin aos terminais AB do circuito.
Nota: Os geradores comandados nunca se podem anular no Teorema de Thévenin/Norton.
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Cap 3 – Elementos de acumulação de energia
Problema 3.1
Considere o seguinte circuito
A) Determine a carga no condensador nas seguintes condições:
a. = 40 e = 20 F b. = 200 e = 500 B) Determine a tensão aos terminais do condensador nas seguintes condições:
c. = 4 e = 20 F d. = 100 e = 20
Problema 3.2
Determine a capacidade equivalente dos seguintes circuitos:
Problema 3.3
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Problema 3.4
Determine as funções de e sabendo que = 10 e calcule os seus valores quando = 50 .
Problema 3.5
No seguinte circuito o condensador é carregado antes do comutador passar para a posição 2. Logo após a comutação a corrente elétrica de descarga é 4 e demora 20 a descarregar. Se = 80 qual o valor de e de 2?
Problema 3.6
Determine a função da corrente elétrica e a tensão do seguinte circuito quando o interruptor fecha o circuito.
Problema 3.7
No seguinte circuito magnético, a densidade fluxo magnético na secção 2 é 0.6 T. Determine as densidades de fluxo 1 e 3.
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Problema 3.8
A) Determine a corrente elétrica necessária para produzir o fluxo Φ = 0,16 .
B) Se cortar uma fatia de 0,5 mm no núcleo de ferro, qual a nova corrente elétrica para produzir o mesmo fluxo?
Problema 3.9
Determine a indutância equivalente dos seguintes circuitos:
Problema 3.10
Considere o seguinte circuito no estado estacionário com a corrente elétrica de 4 A, qual o valor da fonte de tensão?
Problema 3.11
No seguinte circuito a energia total armazenada é 75 J, e a indutância de uma bobina é o dobro da outra. Determine os valores da indutância de cada bobina.
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Problema 3.12
No seguinte circuito temos = 80 , = 200 Ω, = 200 Ω e = 0,5 .
A) Quanto tempo demora a corrente elétrica a chegar ao estado estacionário depois de fechar o interruptor? E quando tempo demora depois de abrir o mesmo interruptor?
B) Determine as funções ( ) e ( ) quando o interruptor abrir, após ter estado o tempo suficiente na posição fechado para atingir o estado estacionário.
Problema 3.13
Considere o seguinte circuito.
A) Qual a constante de tempo no processo de carga da bobina? B) Qual a corrente elétrica e a tensão quando = 20 ?
Problema 3.14
O circuito em baixo está no estado estacionário quando o comutador está na posição 1. No instante inicial comuta para a posição 2 na qual fica 1 s e depois comuta para a posição 3. Determine a corrente elétrica e a tensão quando = 0,7 e = 1,1 .
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