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Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. C E N T R O U N I V E R S I T Á R I O U N A INSTITUTO POLITÉCNICO Turmas: EPR3- EGM3 –ENC3 Disciplina: Eletrotécnica – Teoria - 1º Semestre – 2013_1 Professor (a): Dayse Anselmo Valor: 10 pts Data de entrega: Semana 16/06/13 LISTA DE EXERCÍCIOS I - ELETROTÉCNICA UNA Unidade 1 - Geração, Transmissão e Distribuição 1. A maior parte da energia elétrica utilizada no Brasil, vem das hidrelétricas. Descreva resumidamente como é o processo de geração de energia elétrica em uma hidrelétrica e o caminho dessa energia até a chegada em sua casa. 2. Por que a transmissão da potência gerada nas hidrelétricas é feita em Alta Tensão e Baixa Corrente e não o contrário? 3. A Bioeletricidade é a energia elétrica obtida com a biomassa e que tem grande potencial de crescimento no Brasil. Explique com suas palavras, de forma resumida, como essa geração de energia ocorre utilizando-se o bagaço da cana-de-açúcar e o estrume acumulado em granjas. 4. Marque a alternativa ERRADA. a) Transformadores são dispositivos eletromagnéticos que transformam o valor da tensão elétrica alternada, aplicada em sua entrada, para uma tensão alternada diferente na saída. b) Os transformadores podem ser usados tanto para aumentar quanto para diminuir o valor da tensão. c) Um transformador consiste em duas bobinas enroladas no mesmo núcleo de ferro. d) Um transformador consiste em uma bobina enrolada em dois núcleos de ferro. e) Em transformadores com dois enrolamentos, é comum denominá-los de enrolamento primário e enrolamento secundário. 5. Quanto ao uso especifico, para que é utilizado um transformador nas subestações ? Unidade 2 - Grandezas Elétricas 1. Uma tensão de 127V alimenta um chuveiro de 3,6kW. Determinar: a) A corrente drenada pelo chuveiro; b) Caso permaneça ligado por 20 minutos, qual a energia consumida pelo chuveiro em kWh? c) Considerando que o custo da energia é de R$0,35/kWh, calcule o custo mensal de consumo do chuveiro. Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 2. Com relação ao circuito a seguir e conhecimento de medições de grandezas elétricas, faça as medições pedidas: a) A corrente no elemento R4; b) A tensão no elemento R1; c) A resistência no elemento R3. Resp: a) amperímetro em série com o resistor 4. b) voltímetro em paralelo com o resistor 1. c) Para medir a resistência é necessário desconectar o elemento R3 do sistema. 3. Calcule a corrente e a potência consumida por um equipamento elétrico que está conectado a uma linha de 127V consumindo 25kJ por 10s. Resp: I=19,685A P=2.5KW 4. Para cada condição proposta, calcule a potência e determine se o elemento da figura está fornecendo ou absorvendo energia do sistema ao qual está conectado. Resp: a) Fornecendo P=-45W b) Absorvendo P=60W c) Fornecendo P=-21W d) Absorvendo P=8W 5. Deseja-se construir um resistor de resistência elétrica de 1,0Ω com um fio de constatam de área de secção transversal igual a 7,2x10 -7m². A resistividade do material é 4,8x10 -7Ω.m. O comprimento do fio utilizado deve ser, em metros. Resp: L= 1,5m 6. O alumínio, cuja resistividade é de 0, 025 Ω.mm, é utilizado para a confecção de um condutor com 250 m de comprimento e seção reta de 50 mm 2. Determine o valor da resistência ôhmica total do condutor. Resp: R = 1,25 KΩ 7. Um condutor de seção reta 2,5 mm² e comprimento 500m apresentam uma resistência de 3,56 Ω. Determine a resistividade desse condutor. Resp: ρ = 1,78 x 10-8Ω.m a) Condição 1: Há uma elevação de tensão (9V) de a para b e a corrente circula (5A) de a para b; b) Condição 2: Há uma queda de tensão (10V) de b para a e a corrente circula (6A) de b para a; c) Condição 3: Há uma elevação de tensão (7V) de b para a e a corrente circula (3A) de b para a; d) Condição 4: há uma queda de tensão (2V) de a para b e a corrente circula (4A) de a para b. Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. Unidade 3 - Elementos de Circuitos: Fontes e Resistores 1. Determine, em cada um dos circuitos a seguir, o valor da corrente I, a tensão da fonte E, a resistência desconhecida e a tensão em cada resistor: Resp: a) I = 6A, E = 96V, R = 9Ω 2. Determine a resistência total e a corrente I para cada um dos circuitos: Resp: a) Rt=20Ω I=3A b) Rt=1,63MΩ I=6,135x µ A c) Rt= 110Ω I= 318mA d) Rt= 10kΩ I=12mA 3. Determine a intensidade e o sentido da corrente I nos circuitos a seguir. Resp: a) Rt=10,3Ω V=-4V I=0,388A antihorário b) Rt=11,5Ω V=24V I=2,087A horário Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 4. Para os circuitos elétricos a seguir, determine qual (is) dos elementos estão em série e qual (is) está em paralelo: Resp: a) 2, 3 e 4 em paralelo; 1 em série b) 2 e 3 em paralelo; 1 em série c) 2 e 3 em série; 1, [2,3] e 4 em paralelo 5. Um circuito de lâmpadas para árvore de natal consiste em oito lâmpadas em paralelo, conforme circuito a seguir: Responda: a) A resistência total do circuito, se o mesmo for ligado a uma fonte de 120V e a resistência de cada lâmpada for de 1.8KΩ. Resp: 225Ω b) A corrente total do circuito. Resp: 0,53A c) A potência entregue a cada lâmpada. Resp: 8,4W d) Se uma das lâmpadas danificar, qual será o efeito sobre as outras lâmpadas? Justifique. 6. Determine a resistência total dos circuitos elétricos a seguir: Resp: a) 12 Ω, b)6 Ω, c) 8Ω, d) 4Ω Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 7. Obtenha, considerando o circuito a seguir: RT, IF, I1, I2 e Vd: Resp: Rt=4Ω, If=9A, I1=6A , I2=3A , Vd=6V, 8. Calcule, para o circuito a seguir: a) As correntes I e I6 b) As tensões V1 e V5 c) A potência fornecida ao resistor de 6KΩ Resp: a) I1=16mA I6=2mA b) V1=28V V5=7,2V c) P=8,64mW 9. Determine o valor de R, considerando que VAB=100V e I=10A. Resp: R=3Ω 10. A energia elétrica solicitada por uma residência é medida através de um medidor monofásico que indica 3481kwh no dia 30/06/2012 e 3728kwh no dia 31/07/2012. Pede-se: a) Calcular a energia elétrica (kWh) solicitada pela residência durante o período mencionado no enunciado. b) Calcular a quantia total a ser paga pelo consumidor, sabendo-se que a tarifa residencial em vigor na ocasião é a seguinte: • Consumo de energia: R$ 690,00 por grupo de 1000kwh por consumo mensal. Imposto único: R$ 75,32 por grupo de 1000kwh por consumo mensal. Resp: a)247 kwh b) R$ 189,03 11. Qual é o consumo de energia, durante um mês, em kWh, de um chuveiro de 4000W, que é utilizado meia hora por dia? Resp: 0,5 x 30 x 4Kwh = 60 kwh Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 12. Em um ferro elétrico, lê-se a inscrição 600W-120V. Isso significa que, quando o ferro elétrico estiver ligado a uma tensão de 120V, a potência desenvolvida será de 600W. Calcule a energia elétrica (em kWh) consumida em 2h. Resp: a) 2,2 kwh b) R$ 0,264 Unidade 4 - Análise de Circuitos 1. Utilizando as Leis de Kirchhoff determine para os circuitos elétricos: a) o número de nós, ramos, malhas e laços. b) a corrente em cada resistor. c) a tensão em cada resistor. a) Resp: I20 = 5,8A, I10 = - 1,6A, I25 = 7,4A V20 = 116V, V10 = - 16V,V25 = 185V b) Resp: I10 = 9A, I25 = I15 = 1,5A V10 = 90V, V15 = 22,5V,V25 = 37,5V c) Resp: I6k = 7,67mA, I12k = 1,16A, I12k = 6,51mA V6k = 46,02V, V6k = 13,92V, V6k = 78,12V d) Resp: I5= 10,2A, I35 =4A, I5 = 6,2A V5 = 51V, V35 = 140V,V5 = 31V e) Resp: I20= 1,6A, I10 =6,9A, I25 = -5,3A V20 = 32V, V10 = 69V,V5 = -132V f) Resp: I6k= 6,3mA, I3k =0,5mA, I3k = 6,8mA V6k = 37,8V, V3k = 1,5V,V3k =20,4V Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. g) Resp: I4= 5,5A, I5 =8A, I5 =-2,5A V4 = 22V, V5 = 40V,V5 =-12,5V h) Resp: I6k= 3,7mA, I10k = -3,6mA, I2k =7,3mA V6k = 22,2V, V10k = 36V,V2k =-14,6V i) Resp:I6= 4,1A, I4 = 0,8A, I12 =3,3A V6 = 24,6V, V4 = 3,2V,V12 =-39,6V j) Resp:I4= 5A, I5 = -2A, I6 =7A V4 = 20V, V5 =-10V,V6 =42V 2. Para o circuito elétrico a seguir, determine o valor da tensão no resistor de 45Ω, utilizando divisor de tensão: Resp: V45 = 36V 3. Para o circuito elétrico a seguir, determine o valor das correntes I1 e I2, usando a regra divisor do corrente: Resp:I1= 12,8A, I2 = 16A Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 4. Determine a corrente I2 no circuito elétrico a seguir, usando a regra do divisor de corrente: Resp:I6= 2mA 5. Para os circuitos a seguir, calcule as correntes desconhecidas: Resp: a) I1 = 25A, I2 = -23A, I3 = 20A b) I1 = 11A, I2 = 6A, I3 = 2A, I4 = 2A 6. Utilize o método de análise dos nós e encontre as tensões em cada nó no circuito ao lado: Resp: V1 = 6.1V e V2 = 18,6V 7. Determine as correntes em cada malha: Resp: I1 = -2mA, I2 = 6mA, I3 = 4mA Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 8. Considere os valores a seguir: Ia= 5A IB= 3A R1= 2Ω R2= 4Ω R3= 8Ω Determine pelo método dos nós: a) As tensões em cada nó do circuito; Resp: V1 = 6.2V, V2 = 12.6V b) A potência dissipada em cada resistor. Resp: PR1 = 19,2W, PR2 = 10,2W, PR3 = 20,2W, 9.Calcule as tensões de nós e determine as correntes em cada resistor: : V1 = 1.5V, V2 = 0V 10. Determine a tensão em cada nó, a corrente e a potência dissipada no resistor de 3Ω: Resp: V1=3,376V V2=3,631V I=63,75mA P=1,87W Criação: Profª Dayse Anselmo e Profª Camila Flavio. Colaborativo aos demais professores da disciplina de eletrotécnica. 11. Utilizando o Método de Análise dos Nós, determine as tensões nos nós dos circuitos a seguir: a) Resp: 31,5V b) Resp: V1 = 91,5V e V2 =19,5V 12. Determine as correntes no circuito a seguir, utilizando o método das correntes de malha: a) Resp:I4Ω = 3A, I5 Ω = 2A, I6 Ω =1A b) Resp:I2 Ω = 2A, I2 Ω = 3A, I4 Ω =-1A c) Resp:I3 Ω = 2A, I5 Ω = -4A