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Lista de Exercícios de Conceitos Básicos e Bipolos Elétricos, Exercícios de Circuitos Elétricos

Universidade de São Paulo (USP)Circuitos Elétricos

Lista de exercícios com resposta de conceitos básicos e bipolos (corrente, tensão, potência, resistor, capacitor e indutor). Disciplina: PSI3211 - Circuitos Elétricos I (Poli USP).

Tipologia: Exercícios

2011

Compartilhado em 06/03/2011

leandro-caboatan-10
leandro-caboatan-10 🇧🇷

4.4

(12)

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PSI.2211 - CIRCUITOS ELÉTRICOS I
Exercícios de Conceitos Básicos e Bipolos
Corrente
1 – Qual a quantidade de carga que atravessa um ponto de um circuito em 1 minuto, se a
corrente média for 75 µA ?
2 – Uma bateria de automóvel (12V) completamente descarregada, é carregada a 10A por 8h.
Supondo que a corrente é constituída exclusivamente de cargas negativas (elétrons) em
movimento, pergunta-se: Qual é a quantidade total de cargas negativas (em coulombs) que
saíram pelo terminal positivo? Qual é a quantidade de cargas negativas que entraram pelo
terminal negativo? Se a mesma quantidade de carga que entra por um terminal sai pelo outro,
como é que a bateria armazena energia? Qual é a quantidade de carga da bateria (em ampères-
hora e em coulombs)? Isto é, se for ligado um resistor entre os dois terminais da bateria, qual é
a quantidade de carga que irá fluir pelo resistor até acabar a carga da bateria, supondo que toda
carga armazenada é aproveitada?
3 – Em um tipo de válvulas a gás, um mesmo número de elétrons e íons positivos movem-se da
esquerda para a direita e da direita para a esquerda, respectivamente. Se 12,5 . 10
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íons
positivos foram movidos através de uma seção transversal do tubo em 0,2 s, qual foi a
corrente total na válvula?
Tensão
1 – Uma bateria de carro típica ( 12 V ) pode armazenar uma carga de 2 . 10
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C. Qual a
quantidade de energia que esta carga representa, em joules e em kWh ?
Potência
1 – Qual a corrente através de uma lâmpada de 120 V, 100 W quando esta está acesa ?
2 – Um gravador portátil opera com 2 baterias de 1,5 V cada, ( ligadas em série ) ambas
armazenando juntas 3000 J de energia quando novas.
a) Qual a carga total de cada bateria quando nova?
b) Quanto tempo vão durar as baterias se o gravador for utilizado para gravar, drenando
uma corrente de 25 mA? Qual a potência total dissipada?
c) Quanto tempo vão durar as baterias, com o gravador utilizado para rebobinar fitas,
drenando uma corrente de 10 mA? Qual a potência neste caso?
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PSI.2211 - CIRCUITOS ELÉTRICOS I

Exercícios de Conceitos Básicos e Bipolos

Corrente

1 – Qual a quantidade de carga que atravessa um ponto de um circuito em 1 minuto, se a corrente média for 75 μA?

2 – Uma bateria de automóvel (12V) completamente descarregada, é carregada a 10A por 8h. Supondo que a corrente é constituída exclusivamente de cargas negativas (elétrons) em movimento, pergunta-se: Qual é a quantidade total de cargas negativas (em coulombs) que saíram pelo terminal positivo? Qual é a quantidade de cargas negativas que entraram pelo terminal negativo? Se a mesma quantidade de carga que entra por um terminal sai pelo outro, como é que a bateria armazena energia? Qual é a quantidade de carga da bateria (em ampères- hora e em coulombs)? Isto é, se for ligado um resistor entre os dois terminais da bateria, qual é a quantidade de carga que irá fluir pelo resistor até acabar a carga da bateria, supondo que toda carga armazenada é aproveitada?

3 – Em um tipo de válvulas a gás, um mesmo número de elétrons e íons positivos movem-se da esquerda para a direita e da direita para a esquerda, respectivamente. Se 12,5. 1018 íons positivos foram movidos através de uma seção transversal do tubo em 0,2 s, qual foi a corrente total na válvula?

Tensão

1 – Uma bateria de carro típica ( 12 V ) pode armazenar uma carga de 2. 105 C. Qual a quantidade de energia que esta carga representa, em joules e em kWh?

Potência

1 – Qual a corrente através de uma lâmpada de 120 V, 100 W quando esta está acesa?

2 – Um gravador portátil opera com 2 baterias de 1,5 V cada, ( ligadas em série ) ambas

armazenando juntas 3000 J de energia quando novas.

a) Qual a carga total de cada bateria quando nova?

b) Quanto tempo vão durar as baterias se o gravador for utilizado para gravar, drenando uma corrente de 25 mA? Qual a potência total dissipada?

c) Quanto tempo vão durar as baterias, com o gravador utilizado para rebobinar fitas, drenando uma corrente de 10 mA? Qual a potência neste caso?

3 – Dois circuitos A e B estão conectados conforme a figura abaixo. Para cada par de valores de v e i indicados, calcule a potência nos terminais de interconexão e determine se a potência está fluindo de A para B ou vice-versa:

a) i = 5A, v = 120V b) i = -8A, v = 250V c) i = 16A, v = -150V d) i = -10A, v = - 480V

4 – Calcule a potência absorvida ( recebida ) pelos bipolos da Figura 1.

Leitura A : 2 A Leitura V : – 3 V a)

Resistor

1 – O fio de cobre de 35 mm^2 possui uma resistência de 0,524 Ω/km. Qual a condutância de 12 km deste fio?

2 – Qual a potência que deve suportar um resistor de 1 kΩ, atravessado por uma corrente de 50 mA?

3 – Qual é a resistência de uma lâmpada 110V, 100W quando está acesa? Supondo que a lâmpada não queima e a resistência da lâmpada não se altera com a variação da temperatura, qual será a potência consumida pela lâmpada caso esta seja instalada em uma rede de 55V? E em uma rede de 220V? Na realidade, a resistência da lâmpada aumenta com o aumento da temperatura, e como a lâmpada trabalha numa temperatura muito alta, as resistências da lâmpada totalmente acesa, meio acesa e apagada são muito diferentes. Queremos determinar a resistência verdadeira da lâmpada quando colocada na rede de 55V. Sugira uma experiência (utilizando voltímetro e/ou amperímetro) que nos permita determiná-la.

i A (^) v B

3A

- 4V

3V

-2A

b) (^) c)

Figura 1

A

V

PSI.2211 – CIRCUITOS ELÉTICOS I

Resposta dos Exercícios

Conceitos Básicos, Bipolos e Quadripolos

Corrente

1 – 4,5 mC

2 – 80 Ah ; 288.000 C

3 – 20 A

Tensão

1 – 0,667 kWh

Potência

1 – 0,833 A

2 – a) 1000 C

b) 11 horas 6 min 40 seg ; 75 mW c) 27 horas 46 min 40 seg ; 30 mW

3 – a) 600 W B para A

b) 2 kW A para B c) 2,4 kW A para B d) 4,8 kW B para A

4 – a) – 6 W

b) 12 W c) – 6 W

Resistor

1 – 0,159 S

2 – 2,5 W

3 – 121 Ω ; 25 W ; 400 W

Capacitor

1 – 5 mA

2 – 12,37 V ; 8,33 ms ; 0,116 W

Indutor 1 – 0 ; 0,6 V

2 – 0,08 V 3 – – 0, 04 A