Electrotecnia. Exercícios

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1 Electrotecnia Exercícios (72 Exercícios) Rui Antunes Ano Lectivo 2010/2011

2 1 - Considere o circuito da placa EB-101 constituído pelas resistências R11 a R14. a) Obtenha o valor das resistências R11 a R14, utilizando o código de cores. b) Calcule os valores máximos e mínimos especificados pelo fabricante dessas resistências. 2 - Ligue o circuito contendo as resistências R5 a R8 da placa EB-101 a PS-1=8V. a) Meça a tensão em R5. b) Meça a tensão em R6. c) Meça a resistência equivalente do circuito. d) Calcule a corrente total do circuito. e) Calcule a potência total do circuito. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 2

3 3 - Considere o circuito da placa EB-101 constituído pelas resistências R11 a R14, ligado a uma fonte de tensão de entrada PS-1=5V. Utilizando a fórmula do divisor de tensão obtenha a tensão em R Considere o circuito da placa EB-101 constituído pelas resistências R15 a R18. a) Obtenha o valor das resistências R15 a R18, utilizando o código de cores. b) Calcule o intervalo de valores possíveis especificados pelo fabricante dessas resistências. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 3

4 5 - Ligue o circuito contendo as resistências R15 a R18 da placa EB-101 a PS-1=6V. a) Meça a tensão em R15. b) Meça a tensão em R17. c) Calcule a corrente em R16. d) Calcule a potência em R17 e) Calcule a potência total do circuito. 6 - Explique como calcular uma tensão de saída num circuito divisor de tensão constituído por 6 resistências iguais. 7 - Considere o circuito da placa EB-101 constituído pelas resistências R15 a R18. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 4

5 a) Meça a resistência equivalente (vista dos dois terminais mais à esquerda). b) Calcule a resistência equivalente (vista dos dois terminais mais à esquerda). 8 - Considere um circuito divisor de corrente com 4 resistências iguais. Calcule cada uma das correntes de saída. 9 - Obtenha um circuito equivalente de Thévenin de um circuito divisor de tensão com 8 resistências de igual valor Escolha um dos circuitos da placa EB-101 e comprove o teorema da sobreposição. Indique todas as medidas e cálculos efectuados. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 5

6 Electrotecnia - Exercícios Rui Antunes - 6 de Maio de 2011 (última actualização:22 de Junho de 2011) Considere o 1º circuito da placa EB-101 (Ohm s law, parallel circuits). a) Obtenha o valor das resistências R1 a R4, utilizando o código de cores. b) Calcule os valores máximos e mínimos especificados pelo fabricante dessas resistências Ligue o circuito contendo as resistências R5 a R8 da placa EB-101 a PS-1=5 V. a) Meça a corrente total do circuito. b) Calcule a potência total do circuito. c) Calcule a corrente total do circuito e compare-a com o valor medido. d) Meça a resistência equivalente do circuito. e) Calcule a resistência equivalente do circuito. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 6

7 13 - Exemplifique como obter a tensão de saída de um circuito divisor de tensão. Indique o procedimento experimental e o teórico Considere circuito Series circuit, voltage divider da placa EB-101. a) Identifique os valores das resistências R5, R6, R7 e R8, utilizando o código de cores. b) Calcule os valores máximos e mínimos especificados pelo fabricante dessas resistências Ligue o circuito contendo as resistências R7 a R10 da placa EB-101 a PS-2=6 V. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 7

8 a) Meça a corrente total do circuito. b) Calcule a potência total do circuito. c) Meça a corrente em R8. d) Meça a resistência equivalente do circuito. e) Calcule a tensão aos terminais das resistências R9 e R Exemplifique como comprovar a fórmula do divisor de tensão. Indique o procedimento teórico e experimental Considere o circuito Series circuit, voltage divider da placa EB-101. a) Identifique os valores das resistências R5, R6, R7 e R8, utilizando o código de cores. b) Alguma dessas resistências é de precisão? ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 8

9 18 - Ligue o circuito contendo as resistências R7 a R10 da placa EB-101 a PS-2=8 V. a) Meça a corrente em R10. b) Calcule a potência em R10. c) Meça a tensão em R7 e R8. d) Meça a tensão em R9 e em R10. e) Verifique a lei das malhas Exemplifique como comprovar a lei de ohm, a fórmula do divisor de tensão, e a lei das malhas. Indique os procedimentos teóricos e experimentais Considere o circuito da placa EB-101 constituído pelas resistências R7 a R10: ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 9

10 Electrotecnia - Exercícios Rui Antunes - 6 de Maio de 2011 (última actualização:22 de Junho de 2011). a) Identifique os valores das resistências R7, R8, R9 e R10 utilizando o código de cores. b) Comente a seguinte afirmação: uma resistência é um componente não linear Ligue o circuito contendo as resistências R7 a R10 da placa EB-101 a PS-2=7 V. a) Meça a corrente em R10. b) Calcule a potência em R8. c) Calcule a resistência equivalente do circuito. d) Meça a tensão em R9 e a tensão em R10. e) Calcule a tensão em R10 e compare-a com o valor medido Exemplifique na placa EB-101, indicando os procedimentos experimentais e teóricos: ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 10

11 a) Como medir a potência de uma lâmpada. b) Como obter a tensão de saída num circuito divisor de tensão Considere o circuito da placa EB-101 constituído pelas resistências R11 a R14: a) Identifique os valores das resistências R11, R12, R13 e R14 utilizando o código de cores. b) Comente a seguinte afirmação: todas as resistências são identificadas através de um código de 4 cores Ligue o circuito contendo as resistências R5 a R8 da placa EB-101 a PS-1=6 V. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 11

12 a) Meça a corrente em R5. b) Calcule a potência em R6. c) Meça a tensão em R7 e a tensão em R8. d) Calcule a tensão em R7 e compare-a com o valor medido Exemplifique na placa EB-101, indicando os procedimentos experimentais e teóricos: a) Como medir a resistência de uma lâmpada. b) Como verificar a lei das malhas num circuito com duas fontes de tensão independentes Comprove a lei dos nós num nó à escolha de cada circuito da placa EB-101: ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 12

13 Electrotecnia - Exercícios Rui Antunes - 6 de Maio de 2011 (última actualização:22 de Junho de 2011) Indique como obter um modelo equivalente de Thévenin de um circuito Em que consiste o Teorema da Sobreposição? 29 - Considere circuito da placa EB-101: a) Meça a resistência equivalente do circuito constituído apenas pelas resistências R12 e R13. b) Meça a resistência equivalente do circuito constituído apenas pelas resistências R17 a R18. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 13

14 30 - Ligue o circuito constituído pelas resistências R5 a R8 com PSI = 8 V. a) Meça a corrente em R6. b) Comprove a lei das malhas Calcule um modelo equivalente de Thévenin do circuito constituído pelas resistências R5 a R8, com PSI = 9 V Indique como calcular as correntes de saída num circuito divisor de corrente. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 14

15 33 - Considere a placa EB-101. Meça a resistência equivalente do circuito constituído pelas resistências R11 a R14, vista aos terminais de R Ligue o circuito constituído pelas resistências R1 a R3 com PSI = 5 V. a) Meça a corrente em R1. b) Meça a corrente em R2 e a corrente em R3. c) Comprove a lei dos nós Indique como obter a tensão e a corrente num circuito a partir do teorema da sobreposição. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 15

16 36 - Em que consiste um circuito divisor de corrente? Indique como calcular uma dada corrente de saída Considere a placa EB-101: a) Meça a resistência equivalente do circuito constituído pelas resistências R11 a R14 (vista dos dois terminais mais à esquerda deste circuito). b) Meça a resistência equivalente do circuito constituído pelas resistências R15 a R18, vista aos terminais de R16. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 16

17 38 - Ligue o circuito constituído pelas resistências R1 a R3 com PSI = 7 V. a) Meça a corrente total de entrada do circuito. b) Indique como obter um modelo equivalente de Thévenin deste circuito Explique detalhadamente o procedimento que permite comprovar o Teorema da Sobreposição 40 - Comente a seguinte afirmação: "O valor óhmico do paralelo de duas resistências é sempre superior ao valor óhmico de cada uma dessas resistências" Comente a seguinte afirmação: "O valor óhmico do paralelo de duas resistências iguais é metade do valor óhmico de cada uma dessas resistências" Comente a seguinte afirmação: "A lei de Ohm traduz uma relação não linear entre a tensão e a corrente". ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 17

18 43 - Considere o circuito da placa EB-102 constituído pelas resistências R13 a R15: a) Identifique os valores das resistências R13, R14 e R15, utilizando o código de cores. b) Desenhe uma resistência de carvão cujo valor real varie entre 297KΩ e 363KΩ Ligue o circuito contendo as resistências R13 a R15 da placa EB-102 a PS-1= 8 V e PS-2= -8 V. a) Calcule a corrente em R15. b) Meça a corrente em R14. c) Calcule a potência da fonte PS-1. d) Calcule a potência da fonte PS-2. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 18

19 45 - Considere o circuito constituído pelas resistências R1 a R3 da placa EB-102 ligado a 12V. Comprove a fórmula do divisor de tensão Considere um circuito constituído pelas seguintes resistências em série: R1=R, R2=2.R, R3=3.R, R4=4.R, ligado uma tensão de entrada de 10 V. Obtenha através da fórmula do divisor de tensão as tensões aos terminais dessas quatro resistências Considere os circuitos Thevenin theorem e Delta-WYE Transform da placa EB-102: a) Indique quantas resistências de precisão de carvão têm estes circuitos. b) Desenhe uma resistência de carvão cujo valor real varie entre 13.5KΩ e 16.5KΩ. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 19

20 48 - Ligue o circuito contendo as resistências R13 a R15 da placa EB-102 a PS-1= 6 V e PS-2= -6 V. a) Calcule a corrente em R14. b) Meça a corrente em R13. c) Meça as tensões em R14 e R Considere o circuito constituído pelas resistências R1 a R4 placa EB-102 ligado a 12V. Comprove a fórmula do divisor de corrente Considere um circuito constituído por 5 resistências em paralelo. Calcule o valor da resistência equivalente. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 20

21 51 - Considere a placa EB-102. a) Indique, se existirem, as resistências de precisão do 1º circuito. b) Desenhe uma resistência de carvão cujo valor real varie entre 11.55KΩ e 10.45KΩ Considere um circuito constituído por 4 resistências em paralelo. Calcule o valor da resistência equivalente Considere o circuito constituído pelas resistências R1 a R4 placa EB-102 ligado a 12V. Comprove a fórmula do divisor de tensão. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 21

22 54 - Considere um circuito constituído por 4 resistências em série. Calcule o valor da resistência equivalente Considere a placa EB-102. a) Indique as resistências de ±5% de tolerância do circuito Thevenin theorem. b) Desenhe uma resistência de carvão com 33KΩ e ±10% de tolerância Considere um circuito constituído por 3 resistências em paralelo. Calcule o valor da resistência equivalente. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 22

23 57 - Considere a placa EB-102. a) Indique as resistências de ±10% de tolerância do circuito Thevenin theorem. b) Desenhe uma resistência de carvão com 47KΩ e ±10% de tolerância Considere o circuito constituído pelas resistências R1 a R4 placa EB-102 ligado a 12V. Comprove a lei dos nós. 59 Explique como poderá simplificar um circuito com uma fonte de tensão e diversas resistências no seu equivalente de Thévenin. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 23

24 60 - Ligue o circuito contendo as resistências R13 a R15 da placa EB-102 a PS-1= 5 V e PS-2= -5 V. Explique o procedimento para comprovar o teorema da sobreposição Ligue o Gerador de Sinais ao osciloscópio, por forma a obter uma onda triangular com uma frequência de 5000Hz e 8Vpp de amplitude. a) Desenhe a onda obtida. b) Meça o período do sinal Considere o circuito seguinte da placa EB103: ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 24

25 a) Obtenha os valores de C3 e R2 directamente através da leitura dos componentes. b) Ligue o gerador de sinais com uma onda sinusoidal de 6 Vpp e 500Hz. b1) Meça a corrente pico a pico do circuito. b2) Meça a frequência da tensão aos terminais de C3. c) Meça o desfasamento (graus) entre a tensão do sinal de entrada e a tensão em R2. d) Comente a seguinte afirmação: "quanto maior for a capacidade de C3 maior será a corrente do circuito" Considere o circuito seguinte da placa EB-103: Ligue o gerador de sinais com uma onda sinusoidal de 4 Vpp e 2Khz. a) Meça a tensão pico a pico em L1. b) Meça a corrente pico a pico em R5. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 25

26 c) Calcule a reactância indutiva XL do circuito Ligue o Gerador de Sinais ao osciloscópio, por forma a obter uma onda quadrada com uma frequência de 100Hz e 8Vpp de amplitude. a) Desenhe a onda obtida. b) Obtenha o valor máximo da tensão Considere o circuito da placa EB103 constituído por C2 e R2. a) Obtenha os valores de C2 e R2 directamente através da leitura dos componentes. b) Ligue o gerador de sinais com uma onda sinusoidal de 5 Vpp e 1.5KHz. b1) Meça a tensão pico a pico aos terminais de C2. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 26

27 b2) Meça a corrente pico a pico do circuito. c) Meça o desfasamento (graus) entre a tensão do sinal de entrada e a tensão em R Considere o circuito seguinte da placa EB-103: Ligue o gerador de sinais com uma onda sinusoidal de 6 Vpp e 1Khz. a) Meça a tensão pico a pico em R5. b) Meça a tensão pico a pico em L1. c) Calcule o valor eficaz da tensão do gerador de sinais Ligue o Gerador de Sinais ao osciloscópio, por forma a obter uma onda sinusoidal com uma frequência de 1000Hz, 2Vpp de amplitude e 1 volt de offset. a) Desenhe a onda obtida. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 27

28 68 - Considere o circuito da placa EB103: a) Ligue o gerador de sinais com uma onda sinusoidal de 7 Vpp e 1KHz. b) Meça a corrente pico a pico do circuito. c) Meça a frequência da tensão aos terminais de R2. d) Meça o desfasamento (graus) entre a tensão do sinal de entrada e a tensão em R2. e) Calcule a reactância capacitiva XC do circuito Comente as seguintes afirmações: a) "A impedância num circuito RL tem componente imaginária negativa". b) "A Componente real da impedância num circuito RC é o valor da resistência R" Sabendo que o período é T=1ms e que o desfasamento medido entre os sinais sinusoidais é de 100µs, calcule o respectivo desfasamento em graus. 71 Num sinal alternado sinusoidal indique a relação entre o valor da tensão pico a pico, o valor da tensão eficaz e o valor da tensão máxima desse sinal. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 28

29 72 - Sabendo que o período é T=10ms e que o desfasamento medido entre os sinais sinusoidais é de 90º, calcule o respectivo desfasamento em milisegundos. ESTSetúbal/IPS - Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal 29