Circuitos Elétricos 2: circuitos CA: exercícios e questões de prova

Regime permanente senoidal: impedância, fasores, ressonância e potência CA, junto com os transitórios que ligam o comportamento em CC e em CA. As provas testam se você consegue trabalhar rápido com números complexos e acompanhar os ângulos.

Pacote de revisão (PDF)Formulários, etapas dos métodos e exercícios com soluções completas, prontos para imprimir.

Tópicos desta disciplina

  1. Números complexosaritmética na forma retangular · forma polar e exponencial · De Moivre, raízes e equaçõescálculos
  2. Impedância CA e fasoresRL série · RLC série · tensão no capacitor e ressonânciacálculos
  3. Potência CA e fator de potênciaP e Q de uma carga · corrente de linha · correção do fator de potênciacálculos
  4. Ressonância LC, fator Q e largura de bandafrequência natural, Q e energia · RLC série e paralelo · projeto, perdas e decaimentocálculos
  5. Potência trifásicatensões e correntes em Y e Δ equilibrados · potência trifásica · correção do fator de potênciacálculos
  6. Transitórios RC e RLcarga RC · circuito RL · capacitor com carga inicialcálculos
  7. Thévenin e Nortonrede divisora · com resistor em série e carga · com fonte de corrente e cargacálculos
  8. Diagramas de Bode e margensfiltros e assíntotas · módulo e fase · margens de estabilidadecálculos

Dicas de prova para Circuitos Elétricos 2: circuitos CA

  • Converta a frequência para ω = 2πf antes de calcular qualquer reatância.
  • Mantenha todos os ângulos na mesma unidade e verifique se sua calculadora está em graus ou radianos.
  • A potência ativa só é consumida nas resistências; a potência reativa pertence a indutores e capacitores. O fator de potência é P/S.

Exemplos resolvidos

Números complexosFácil
ReIm55−5−5z₁z₂

Para z₁ = −7 + j e z₂ = 4 + j2, encontre a parte real do produto z₁·z₂.

z₁ = −7 + jz₂ = 4 + j2

Calcule Re(z₁z₂)

Mostrar dicas
  1. Multiplique os parênteses como em (a + b)(c + d), obtendo quatro termos.
  2. Substitua j² por −1 para que um dos quatro termos se torne real.
  3. (−7 + j)(4 + j2) = (−28) + j(−14) + j4 + j²·2
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Números complexos: z = a + jb tem parte real a e parte imaginária b, com j² = −1 (os matemáticos escrevem i). Some e subtraia parte a parte; multiplique os parênteses e substitua j² por −1; divida multiplicando numerador e denominador pelo conjugado do denominador, z̄ = a − jb, porque z·z̄ = a² + b² é real. No plano de Argand, z é o ponto (a, b): sua distância à origem é o módulo |z| = √(a² + b²), e o ângulo a partir do eixo real positivo é o argumento θ.

Desenvolva

(−7 + j)(4 + j2) = (−7)·4 + j·(−7)·2 + j·1·4 + j²·1·2

Use j² = −1

Re = (−28) − 2 = −30
Im = (−14) + 4 = −10
z₁z₂ = −30 − j10
Re(z₁z₂) = −30

Resposta

Re(z₁z₂) = −30
Impedância CA e fasoresMédia
Vf0​ = 1000 HzRL = 200 mHC = ?

Um circuito RLC série com L = 200 mH deve ressoar a 1000 Hz. Encontre a capacitância C necessária.

f0 = 1000 HzL = 200 mH

Calcule C (µF)

Mostrar dicas
  1. Na ressonância XL = XC, o que dá f₀ = 1/(2π√(LC)).
  2. Reorganize: C = 1/((2πf₀)²·L).
  3. (2πf₀)² = 3,948 × 10⁷ s⁻².
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Circuitos CA com fasores: resistores, indutores e capacitores têm impedâncias R, jωL e 1/(jωC), com ω = 2πf. Em série, as impedâncias se somam como resistências, mas como números complexos. Corrente e tensão rms seguem a lei de Ohm com |Z|.

Condição de ressonância

Na ressonância as reatâncias indutiva e capacitiva se anulam: ωL = 1/(ωC).

ω₀ = 2π·1000 = 6283 rad/s
C = 1/(ω₀²·L) = 1/(6283²·0,2) = 0,1267 µF

Resposta

C = 0,1267 µF

Como a prática funciona

  • “Praticar esta disciplina” mistura exercícios de todos os seus tópicos, como numa prova de verdade.
  • Cada exercício tem valores novos, então você aprende o método em vez de decorar uma resposta.
  • Travou? Abra primeiro uma dica pequena, e a explicação completa só quando precisar.
  • Os exames simulados são cronometrados e não têm dicas; no final você recebe sua nota e uma revisão completa.

Calculadoras para esta disciplina

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