Tópicos para a resolução de EXA2Fe Considere o circuito eléctrico representado esquematicamente na Fig.1. Fig. 1 - Circuito eléctrico.

Transcrição

1 Tópicos para a resolução de EXA2Fe onsidere o circuito eléctrico representado esquematicamente na Fig.1. Fig. 1 - ircuito eléctrico. RR 2 3 a) R 2 e R 3 : associadas em paralelo; R = equivalente : 120 R2 + R Ω 3 R 1, R equivalente : Associadas em série: R = R + R = Ω equivalente _ TOTAL 1 equivalente( R2, R3) 220 R e quivalente( R2, R3) 120 V R2 =V R3 : VR2 = V = 9 volt ( R + R ( R2, R3) equivalente b) alculo da corrente que passa em R1 (corrente total); V 9 I = = ( A ) R1 + R 220 e quivalente( R2, R3) I 2 que passa pela resistência R 2 :V R2 =I 2.R 2 ; Vr3=Vr2 c) Lampada (R1) : mais brilho Lâmpada#2, Lâmpada# : igual brilho, mas menor que Lâmpada#1. d) ONTAS: s.f.f: V = 9 V, R 1 = 100 Ω, R 2 = 200 Ω. R 3 = 300 Ω. 2. onsidere os dois circuitos (a) e (b) abaixo indicados para a implementação de circuitos digitais baseados em díodos de sinal e resistências adequadas R. Exa2FESol.doc 1 VE

2 Fig.2 ircuitos envolvendo portas lógicas. a) Não ohmico. b) Fig.2-a) : OR Fig. 2-b) : AND Justificação : urva I-V :Polaridade directa: passagem de corrente ; polaridade inversa (praticamente nula). c) Lógica positiva : +5 V : LED:Light! Tabela : EXAME anterior d) Lógica negativa: Quando em y for 0,6 V, acrescentar um LED (ligar pata curta!negativa ao 0,6 V, juntar uma resistência da ordem de 200 Ohm e ligar ao terminal positivo de 5 V da bateria. Lógica positiva: normal 3. onsidere o circuito R (Fig.3), constituído por uma resistência R = 10 kω, um condensador de capacidade = 4700µ F, aos quais está aplicado um sinal (tipo função de Heaviside), cuja amplitude é igual a V0 = 10 V. R + - V e(t) V s (t) Fig.3 ircuito R 4 6 a) alculo τ = 10 x4700x10 = 4,7x10 = 47s, : unidade: segundo.(s): Interprete o seu significado: V/V max =(1-e -1 )= 6,3 Volt. O circuito R demora 47 (s) a atingir 63% de 10 volt. Vt () x b) 90%: = 0,9 = (1 e ) : x : unidades( R) 10 alculo: ln(0.1) = x x = 2,30 t = 108,22( s ) Exa2FESol.doc 2 VE

3 Tempo que dedemora a atingir 9V ou 90% de 10 V. c) onstante de tempo: duplica: o registo da leitura de V ( t) V ( t) : Usar um multímetro e um cronómetro! Possível, ponto a ponto: Registo simultâneo: (tempo, V (carga)). Tabela Análise de resultados. Usar um osciloscópio de dois canais! Não se consegue seguir com precisão! Alternativa pior. Recorrer a uma interface de aquisição de dados em tempo real! Ideal! ontrolo via software! Funciona como escravo, regista os pares de valores, (tantos quantos se quiser e a interface permitir)! d) De acordo com a resposta à alínea c). onsiderar correcta desde que não haja contradições incontornáveis ou coisas erradas! s 4. onsidere o conjunto de linhas equipotenciais representado esquematicamente na Fig. 4, em que as equipotenciais estão referenciadas pelos valores indicados em volt. ada uma das divisões representa 1 cm. a) E > E : 1- Densidade das linhas equipotenciais: maior: 2- álculo A B : V : igual, la < l B. O campo eléctrico é maior no ponto A b) ampo eléctrico aponta para o exterior de (8). c) Por simetria : carga negativa (do lado esquerdo); ::outro caminho. :: 2 linhas de força fáceis e directas : 5. onsidere o esquema representado na Fig.5-a) para o estudo propagação de impulsos num cabo coaxial. onstate a não adaptação das impedâncias quer do lado da fonte (Ponto A) quer do lado terminal do cabo coaxial (Ponto B). 6. Exa2FESol.doc 3 VE

4 A B Z T Fig. 5-a) ircuito para o estudo da propagação de sinais num cabo coaxial. a) Justificando todas as suas afirmações, preveja o sinal inicial à entrada do cabo (Ponto A), imediatamente após a ligação do interruptor. (Sugestão: Interprete a Fig.5-b) Fig.5-b) A sugestão indica que se trata de um divisor de tensão. A que entra no cabo coaxial é: Ventrada 50 = 10x = 6,67V. A queda de tensão aos terminais de R S é: (10-6,66) V 75 b) O sinal (tipo função de Heaviside): chega ao extremo B, no instanste :T=l/((2/3)c). NOTA: Sinal quer em A quer em B, resulta da adição (valor algébrico) de: Sinal presente (já existente) + sinal chegada + sinal de partida c) O sinal no ponto B, no instante T (correspondente a um percurso)é igual a: 6,66(7)V+sinal reflectido, ou seja : ,66(7) + *6,66(7) = 5,88 + 6,66(7) = 12,55 volt d) Sinal no ponto A, instante: 2T alculo: +O que está em permanência: 6,67 Volt (gerador sempre ligado). +O sinal de retorno (proveniente de B, correspondente a um único trajecto):5,88 volt +O reflectido (de novo) para o cabo coaxial: -0,33*(5,88) = - 1,94 V alculo (reflexão na fonte): R = = 0, Soma=6,67+5,88-1,94= 10,61volt Exa2FESol.doc 4 VE

5 alculo : Ponto B : instante : 3T +O que está em permanência em B: 12,55 Volt +O sinal de retorno (proveniente de A):-1,94volt alculo (reflexão na fonte): R = = 0, O remetido(reflexão) para o cabo coaxial: 0,88*(-1,94) = -1,707 volt Soma=6,67+5,88 1,94-1,707=8,9(03) volt Etc e) Modificando a impedância do gerador R S, acrescentando uma resistência de 25 Ohm. Neste caso, o cabo coaxial e a fonte estavam ajustadas em termos de impedância e todos os sinais vindos de B, perdiam-se na fonte! _ Exa2FESol.doc 5 VE