Lista1_de_Exercicios_Introducao_aos_Circuitos_Eletricos_2012_1

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 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO – Campus Diadema 
 Curso: Engenharia Química / Disciplina: Eletrotécnica Geral 
Profa. Rosimeire Aparecida Jerônimo 
INTRODUÇÃO AOS CIRCUITOS ELÉTRICOS 
LISTA DE EXERCÍCIOS 
 
1) Determine a corrente em um componente sabendo que a carga que entra no componente é 
dada por: 
Ctq 12
, sendo que t é o tempo em segundos. 
Resp.: 12 A 
 
2) Determine a carga que entrou no terminal de um componente entre os intervalos t = 0 s e 
t = 3 s, sabendo que a corrente no componente neste intervalo é a que aparece na figura 
abaixo. 
 
Figura – Corrente em função do tempo 
 Resp.: 5 C 
3) Determine a carga q(t) e plote esta carga em função do tempo, sabendo que a corrente que 
entra no terminal de um componente é a que aparece na Figura dada a seguir. Suponha 
que q(t) = 0 para t < 0. 
2 
 
 
Figura – Corrente em função do tempo. 
 Resp.: Para: 
20  t
: 
Cttq )(
 Para 
2t
: 
Cttq 1)( 
 
Obs.: A carga final nos intervalos dados pelo gráfico da Figura é: 
Cq 5,3
 
4) Determine a carga que entrou em um componente até o instante t, sabendo que 
Attti 48)( 2 
 para 
0t
 e 
0)( tq
 para t < 0. 
 Resp.: Para: 
Ctttq
2
2
3
3
8
)( 
 
5) A carga que entrou em um componente é dada por 
  Ctsentq 3.4
 para 
0t
 e 
0q
 
para 
0t
. Determine a corrente neste componente para 
0t
. 
Resp.: 
Atti 3cos.12)( 
 
 
6) Considere o componente da seguinte figura: 
 
Suponha que v = 4 V e i = 10 A. Determine a potência absorvida pelo componente e a 
energia absorvida em um intervalo de tempo de 10 s. 
 
Resp.: 
p
40 W; 
w
 400 J 
 
 
 
 
 
 
3 
 
7) Considere o componente da figura dada a seguir: 
 
Determine a potência absorvida e a potência fornecida, pelo componente. 
Resp.: Potência absorvida = -8 W, Potência fornecida = 8 W 
 
8) Considere o circuito da figura dada a seguir: 
 
 
Com v = 8e
-t
 V e i = 20 e
-t
 A para 
0t
. Determine a potência fornecida pelo componente e 
a energia fornecida pelo componente durante o primeiro segundo de operação. Suponha 
que v e i sejam nulos para t < 0. 
 
Resp.: 
p
160 e-
2t
 W ; 
w
 69,2 J 
 
9) A corrente média em um relâmpago típico é de 2 x 10
4
 A e a duração típica de um 
relâmpago é de 0,1 segundos. A tensão entre as nuvens e o solo é 5 x 10
8
 V. Determine a 
carga total transferida a terra e a energia liberada. 
Resp.: Q = 2 x 103 C, W = 10
12
 J = 1 TJ 
 
10) De acordo com o relatório de uma experiência de laboratório, os valores medidos de “v”e 
“i”no componente da figura dada abaixo, são – 5 V e 2 A, respectivamente. 
 
O relatório também afirma que a potência absorvida pelo componente é 10 W. Como 
podemos testar se o valor da potência absorvida pelo componente está correto? 
 
11) A carga total que entra em um componente de um circuito é q(t) = 4(1-e
-5t
) para 
0t
e 
q(t) =0 para t < 0. Determine a corrente no componente para 
0t
. 
 
Resp.: i(t) = 20.e-
5t
 A 
12) Uma corrente constante de 4 kA atravessa um componente. Qual é a carga que atravessa 
o componente no primeiro milisegundo? 
Resp.: 4 C 
13) Uma carga de 45 nC atravessa um componente de um circuito durante um intervalo de 5 
ms. Determine a corrente que atravessa o componente neste intervalo. 
Resp.: i = 9 µA 
4 
 
14) Encontre o valor de corrente através de um bulbo de uma lâmpada causado por um 
movimento constante de: 
(a) 60 C em 4 s, (b) 15 C em 2 min 
Resp.: (a) 15 A; (b) 0,125 A 
15) Encontre a queda de tensão sobre o bulbo de uma lâmpada se uma corrente de 0,5 A 
circula por ela durante 4 s provocando uma perda de 240 J sob a forma de luz e calor. 
Resp.: V = 120 V 
16) Quantos joules uma lâmpada de 60 W consome em 1 h? Obs.: 1 Ws = 1 J 
Resp.: 216 kJ 
17) Encontre a potência média de entrada para uma taxa de consumo de 3.600 J em 2 min. 
Resp.: 30 W 
18) Qual é potência consumida por um forno se por ela circula uma corrente de 10 A quando 
conectado a uma rede de 115 V? 
Resp.: 1,15 kW 
19) Qual é a corrente que circula em uma torradeira de potência 1.200 W conectada a uma 
rede de 120 V? 
Resp.: 10 A 
20) Encontre a corrente que circula em um motor CC alimentado por uma tensão 115 V, sendo 
que esse motor desenvolve uma potência de 1 hp. Considere uma eficiência de operação 
de 100%. 
Obs.: “A potência de saída de um motor é usualmente expressa em uma unidade 
chamada horsepower (cavalo-vapor), cujo símbolo é HP, que não é uma unidade SI. A 
relação entre o hp e o watt é 1 hp = 745,7 W. 
Resp.: 6,48 A 
21) Encontre a eficiência de operação de um motor elétrico que desenvolve 1 hp enquanto 
absorve uma potência de entrada de 900 W. 
Resp.: 82,9% 
22) Qual a eficiência de operação de um motor CC de 2 hp que consome uma corrente de 19 
A quando ligado a uma tensão de 100 V? (A potência para a qual o motor é especificado é 
a potência de entrada, e não a de saída.) 
Resp.: 78,5% 
23) Encontre a potência de entrada de um motor de 5 hp que opera com uma eficiência de 
80%. 
Resp.: 4,66 kW 
24) Encontre a corrente que circula em um motor que desenvolve 2 hp quando operando com 
uma eficiência de 85%, alimentado por uma tensão de 110 V. 
Resp.: 15,95 V 
5 
 
25) Dois sistemas estão em cascata. Um opera com uma eficiência de 75% e o outro, com 
uma eficiência de 85%. Se a potência de entrada é 5 kW, qual a potência de saída? 
Resp.: 3,19 kW 
26) A máxima energia solar recebida é aproximadamente 1 kW/m
2
. Se os coletores que 
convertem a energia solar para energia elétrica possuem uma eficiência de 13%, quantos 
metros quadrados de células coletoras são necessários para fornecer uma potência de 
1.600 W para uma torradeira? 
Resp.: 12,3 m
2
 
27) Qual a energia total consumida, em quilowatts-horas, por uma lâmpada de 60 W acesa 
durante 8 h? 
Resp.: 0,480 kWh 
28) Um motor desenvolve uma energia de 5 hp enquanto opera com uma eficiência de 85%. 
Encontre a energia total consumida por esse motor em operação contínua durante um dia. 
Resp.: 105,3 kWh. 
29) Quanto tempo pode uma bateria de 12 V fornecer 250 A para um motor, se esta bateria 
possui 4 x 10
6 
J de energia química para ser convertida em energia elétrica? 
Resp.: 22,2 min 
30) Um fusível de 10 A irá se romper para um fluxo constante de cargas de 45.000 C/h? 
Resp.: Corrente resultante desse fluxo é 12,5 A, que é superior a 10 A. Portanto, o fusível 
irá se romper.