16 x PROFESSOR DOCENTE I - ELETRICIDADE CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS

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1 CONHECIMENTOS ESPECÍICOS 6. Um condutor conduz uma corrente contínua constante de 5mA. Considerando-se que a carga de 19 um elétron é 1,6x1 C, então o número de elétrons que passa pela seção reta do condutor em 1 minuto é: x x x 16 1 x 18x1 7. Observe o circuito representado abaixo. 6Ω 1Ω 6Ω 15Ω 15Ω 7Ω Ro Nesse circuito, a resistência Ro vista pelo gerador é. 6 Ω 45,7 Ω 6 Ω 5,5 Ω 1,8 Ω 8. Observe a figura a seguir, que apresenta um circuito elétrico em forma de cubo, constituído por 1 fios com resistências iguais de valor r. i i/ i/6 i/ i/ i/6 i i/ Considerando-se que a excitação seja feita por dois vértices de uma diagonal principal, a resistência vista pela fonte vale: 5/6. r 1/. r /4. r. r 4. r 1

2 9. Observe o circuito da figura abaixo. A tensão v vale:, 4,7 7,67 1,5 15,. Considere as figuras abaixo. Linha 4 Linha Linha 1 Linha Ω Ω À esquerda, observa-se um circuito elétrico cuja carga com + tensão B possui resistência variável. No gráfico da figura à direita, o comportamento deste circuito, para 1 a carga variando 6Ω de resistência, 6Ω é v corretamente representado: - pela linha 1 pela linha pela linha pela linha 4 pelas linhas e 1. Considere os circuitos das figuras abaixo, que representam uma rede ligada em estrela e seu equivalente em delta. a Ω b Ω a R 1 b R R 4Ω c Os valores das resistências R1, R e R são, respectivamente: 5Ω, 5Ω e 1Ω 4Ω, 4Ω e 8Ω Ω, Ω e 6Ω 6Ω, 6Ω e 1Ω 7Ω, 7Ω e 14Ω c

3 . Um voltímetro utiliza um galvanômetro de 1 ma de fundo de escala. Para uma escala de 5, a resistência de entrada será: 15kΩ. Considere os laços de histerese apresentados abaixo, para três materiais magnéticos diferentes. 1Ω 5ΩkΩ kω 1 41 x C De acordo com os gráficos apresentados, pode-se afirmar que: O laço A corresponde à maior perda de energia por histerese. O laço B corresponde a um material magnético permanente. O laço C apresenta a menor retentividade. O laço C corresponde a material magnético temporário. O laço B apresenta a menor força coercitiva ou coerciva. 4. Considere um capacitor que armazena de carga com de tensão em seus terminais e que possui duas placas paralelas com 1 cm de área cada uma. Sabendo-se que a constante dielétrica k de seu material isolante vale 4, e que a permissividade do vácuo vale ε, a espessura do material dielétrico deste capacitor mede: m 9 4x1 ε m 9 x1 ε m 9 1x1 ε m 8 8,5x1 ε m,1x1 ε m

4 5. Considere o circuito magnético apresentado abaixo, formado por um toróide de material ferromagnético de comprimento L m e permeabilidade relativa µ r. Além disso, observa-se a existência de um entreferro de comprimento L e, onde a permeabilidade do ar vale µ. I N Na figura, a área da seção reta do toróide vale A e a bobina de N espiras é percorrida por uma corrente I. Desprezando-se o espalhamento de linhas de fluxo que ocorre no entreferro, o vetor densidade de campo magnético B, no entreferro, vale: NIAµµ r Lmµ r + Le NIAµµ r Leµ o + Lm NIµµ r Leµ o + Lm NIAµµ r Leµ r + Lm NIµµ r L µ + L e r m o 6. Se, em um determinado bipolo alimentado por uma tensão v( t) = 1cos( ωt+ 15 ), a corrente for o i() t = 4 sen( ωt 15) A, o módulo da potência ativa consumida ou gerada no bipolo vale: 5 W 5 W 1 W 1 W W 4

5 7. Considere duas bobinas ligadas em paralelo, cujas impedâncias são R1 + jx1 e R + jx, submetidas a uma tensão constante de, aplicada em seus terminais. Se a corrente total solicitada é 5 A e a potência ativa dissipada em uma das bobinas é de 1 Watts, o valor de R1 + R é: 4 ohm 5 ohm 6 ohm 1 ohm 14 ohm 8. Uma tensão v( t) 1 sen( ωt) = é aplicada a um resistor de 5 ohms em série com uma reatância capacitiva de valor 5 ohms. A potência ativa dissipada no circuito vale: 5 W 5 W 5 W 1W 9. Considere o gerador senoidal elementar apresentado a seguir, constituído de uma única espira quadrada de cm de lado. 4. Considere um circuito RLC paralelo em que R =1 ohm, L =1 H e C =1. Quando um gerador aplica uma tensão v() t = 1 sen() t nos terminais do conjunto, a tangente do ângulo entre essa tensão e a corrente fornecida pelo gerador vale: 41. Uma tensão v( t) = 1 sen( t) é aplicada a uma indutância L = 1H. A potência reativa valerá: 5 A reativos 5 A reativos 1 A reativos A reativos 4 A reativos 4. Considere um determinado bipolo capacitivo que consome 5kW e 1kA de potência aparente, quando alimentado por uma tensão senoidal de 1 eficazes. A impedância complexa do bipolo vale, em ohms:,8 5 1 φ W π j1 1 j,5 j Se o gerador estiver girando a 1 rpm e o campo magnético N-S valer,5 Wb, o valor máximo da tensão senoidal gerada será:, m,5 j j,5 1,6 π, π,4 π 5

6 4. Determinada fábrica é alimentada por uma tensão alternada senoidal cujo valor eficaz é volt, na freqüência de f hertz. A fábrica consome P watt e apresenta um fator de potência, estando a corrente atrasada em relação à tensão. O capacitor a ser colocado em paralelo na entrada, de modo a obterse um conjunto com fator de potência unitário, possui capacitância que vale: P π f tan P tanφ π f Psenφ π f P cosφ π f φ 44. Um gerador de corrente contínua com excitação composta em derivação curta apresenta a resistência do campo em derivação igual a 1 ohm, a resistência do campo série igual a 1 ohm e a resistência da armadura igual a 1 ohm. Se a máquina alimenta com 5 uma carga que solicita 8 A, o valor da tensão gerada na armadura é: 45 46, 46,7 41, Sabe-se que cada tipo de motor de corrente contínua apresenta características vantajosas para determinadas condições de carga. Assim, pode-se afirmar que: Os motores série são usados na tração elétrica porque apresentam uma velocidade praticamente constante quando a carga varia. Os motores série com altas correntes de armadura produzem torques elevados e funcionam em alta rotação. Os motores compostos associam características dos motores série e derivação, apresentando, no entanto, torque menor se comparados ao torque do motor em derivação. Os motores em derivação são convenientes quando partem acionando cargas pesadas como guindastes e guinchos. Os motores em derivação são empregados quando a velocidade da carga cai pouco, à medida que a corrente de armadura aumenta. 46. Um motor série de corrente contínua apresenta uma resistência de ohm entre os terminais e opera a 9 rpm, quando alimentado por uma fonte de, solicitando uma corrente de 1A. Caso a máquina seja conectada à mesma fonte, por meio de uma resistência de ohms, solicitando a mesma corrente, a velocidade de operação será: 9 rpm 89 rpm 87 rpm 8 rpm 75 rpm 47. Um gerador síncrono trifásico com ligação em estrela opera com uma tensão nominal de linha igual a 1, alimentando uma carga trifásica equilibrada de 1 KA e fator de potência indutivo. A resistência de armadura por fase vale,5 ohm e a reatância da armadura por fase vale,5 ohm. O valor da tensão cos Φ P π f senφ E G por fase, induzida pela rotação, vale em olts e em coordenadas polares: Considere um circuito RC série, onde R = 1ohm e C = 1. Quando se aplica uma tensão o v() t = 5cos( t+ ) nos seus extremos, a corrente que circula vale, em amperes: i( t) = 5 sen( t+ 15) º) i( t) = 5 cos( t+ 75) º) i( t) = 1 cos( t+ 45) º) i() t = 1 sen( t+ 45) º) i() t = 5 sen( t+ 45) º) 6

7 49. Um motor de indução trifásico, 4 pólos, 6 Hz e do tipo gaiola de esquilo, possui corrente no rotor na freqüência de Hz. A velocidade do rotor é: 165 rpm 1 rpm 18 rpm rpm 171 rpm 5. Considere o circuito da figura a seguir. A fonte de tensão do equivalente Thévenin vale:,7,67,9 1,55, 51. Considere um transformador trifásico, ligado em Y:, como representado na figura abaixo. v Admitindo-se que este transformador possua relação entre espiras de primário e secundário N 1 /N = a, a tensão v representada no lado da ligação vale: a. a a.. a.. a.. 5. Considere um transformador ideal de 5kA, 6Hz e relação de transformação 1:115. As correntes nominais para os enrolamentos do primário e do secundário valem, respectivamente: 5A; 4,47A,7;,15A,76A;,98A 1,5A; 1,86A,95A; 8,5A 7

8 5. Um transformador de 1/1, de ka, tem perda no ferro de 18W, e as perdas no cobre valem 7W. Para uma carga ligada ao secundário deste transformador de 5 kw e fator de potência 1%, o rendimento será:,98,989,998,9977, Considere um sistema trifásico equilibrado apresentado abaixo. Uma fonte trifásica senoidal, com tensões de linha de 1 eficazes é ligada aos terminais a, b e c. A impedância do gerador e da linha é representada por Z1 = + 1jΩ, enquanto a impedância de cada fase da carga é representada por Z = 1+ jω. A potência ativa fornecida à carga trifásica vale: 4 W 8 W 8 W 8 W 8 9 W 8

9 55. Em um sistema trifásico, três linhas a, be c alimentam uma carga equilibrada ligada em triângulo (delta). A impedância de cada fase da carga vale 6 o em volts: 1 o ab =, = 1 1 o e = 1 1 o. As correntes I, I ei nas três linhas valem em amperes: a b c bc ohm e as tensões eficazes de alimentação são ca 56. Considere as afirmativas abaixo. I - A ligação Y-Y é amplamente empregada, graças à simplicidade da montagem das ligações nos primário e 6 4 µ 1 o 1 o 1 o secundário. I a =, Ib = 9 e Ic = 15 II - A ligação Y- é normalmente utilizada para transformar uma alta tensão em uma tensão média ou baixa. III - A ligação -Y é usualmente empregada para se elevar tensões de excitação. 1 o 1 o 1 o Em relação a ligações trifásicas de transformadores monofásicos, I a = é 9 correta, I b = a aplicação: 15 e Ic = somente da afirmativa I somente das afirmativas I e II somente da afirmativa II 1 o 1 o 1 o I a =, I b = 9 e I c = 15 somente das afirmativas II e III somente da afirmativa III 1 o 1 o 1 o 57. Considere três capacitores de µ, e Iligados a = em série. 9 Se, I buma = fonte 15 de tensão e I c = constante de 11 é conectada ao conjunto, a tensão no capacitor de vale: I a =, I b = 15 e I c = Um motor de corrente contínua em derivação possui resistência de armadura de,1 ohm (um décimo de ohm), resistência de campo de 1 ohm e solicita uma corrente de 1 A, quando alimentado por uma fonte de 1. Se a eficiência do motor é de 8%, as perdas rotacionais valem: 91,9 W 1,8 W 11, W 18, W W 9

10 59. Um motor de indução, acionando determinada carga, consome KW com fator de potência atrasado. Um motor síncrono super excitado é, então, conectado em paralelo com o motor de indução, consumindo uma potência de 1 kw. Se o fator de potência dos dois motores combinados tornou-se atrasado, e considerandose = 1,7, a potência reativa do motor síncrono vale: 17 ka reativos 7 ka reativos ka reativos 7 ka reativos 4kA reativos 6. Um motor síncrono de 6 Hz é usado para acionar um gerador síncrono de 5 Hz. Se o motor tiver 4 pólos, o gerador deverá ter o número de pólos igual a: 4 4 1