Preparação para o exame FE Electrical and Computer: exercícios e questões de prova

Exercícios para as partes de circuitos, potência e eletrônica do exame Fundamentals of Engineering (FE) Electrical and Computer: análise de circuitos CC e CA, potência trifásica, transformadores, amplificadores operacionais, diodos e transistores, e sistemas de numeração.

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

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Tópicos desta disciplina

  1. Resistores em série e paralelo3 resistores · 4 resistores · escada de 6 resistorescálculos
  2. Análise nodal1 nó desconhecido · 2 nós desconhecidos · 2 nós, 3 fontescálculos
  3. Análise de malhas2 malhas, 1 fonte · 2 malhas, 2 fontes · 3 malhascálculos
  4. Superposição2 fontes de tensão · fonte de tensão + de corrente · 3 fontescálculos
  5. Thévenin e Nortonrede divisora · com resistor em série e carga · com fonte de corrente e cargacálculos
  6. Transitórios RC e RLcarga RC · circuito RL · capacitor com carga inicialcálculos
  7. Impedância CA e fasoresRL série · RLC série · tensão no capacitor e ressonânciacálculos
  8. Potência CA e fator de potênciaP e Q de uma carga · corrente de linha · correção do fator de potênciacálculos
  9. Potência trifásicatensões e correntes em Y e Δ equilibrados · potência trifásica · correção do fator de potênciacálculos
  10. Transformadoresrelação de espiras · correntes e potência · rendimento e perdascálculos
  11. Circuitos com amplificadores operacionaisamplificador inversor · amplificador não inversor · amplificador somadorcálculos
  12. Diodos e transistorescircuitos com diodos · ponto de polarização do TBJ · TBJ como chavecálculos
  13. Sistemas de numeraçãode binário e hexadecimal para decimal · complemento para dois · bits, intervalos e memóriacálculos
  14. Lógica digital: portas, mapas de Karnaugh e flip-flopsportas, tabelas-verdade e atrasos · álgebra booleana, mapas de Karnaugh e multiplexadores · condições irrelevantes, flip-flops e contadorescálculos
  15. Transformadas de Laplacepares da tabela e teoremas dos valores · transformada inversa por frações parciais · EDOs e funções de transferênciacálculos
  16. Diagramas de blocossérie, paralelo e realimentação · funções de transferência de malha fechada e erros · perturbações, estabilidade e poloscálculos
  17. Resposta ao degrausistemas de primeira ordem · parâmetros de segunda ordem · sistemas físicos e projetocálculos
  18. Diagramas de Bode e margensfiltros e assíntotas · módulo e fase · margens de estabilidadecálculos
  19. Estabilidade: Routh–Hurwitz e lugar das raízesTabela de Routh e contagem de polos · faixa de K para a estabilidade · lugar das raízescálculos
  20. Erro em regime permanente e controle PIDtipo do sistema e constantes de erro · erros em regime permanente e ganho · projeto de P, PI e PDcálculos

Dicas de prova para Preparação para o exame FE Electrical and Computer

  • Aprenda onde está cada fórmula no manual de referência que você recebe no exame; procurar custa tempo.
  • A maioria das questões de circuitos pode ser resolvida de duas formas: use o segundo método como verificação rápida.
  • Atenção às grandezas de linha e de fase nas questões trifásicas.

Exemplos resolvidos

Resistores em série e paraleloFácil
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Encontre a corrente IR1 fornecida pela fonte, que passa por R1.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Calcule IR1 (A)

Mostrar dicas
  1. Reduza a rede passo a passo. Em série, as resistências se somam. Dois resistores em paralelo se combinam como R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ e R₃ ligam o nó A ao fio de baixo, então estão em paralelo. Esse par está em série com R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Resistores em série e em paralelo: em série a mesma corrente passa por cada resistor e R = R₁ + R₂ + …. Em paralelo cada resistor tem a mesma tensão e 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Uma rede em escada é reduzida um par por vez até restar uma única resistência equivalente.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Combine os resistores a partir da extremidade mais distante

Comece pela extremidade mais distante da fonte e volte em direção a ela. Resistores com a mesma corrente estão em série; resistores entre os mesmos dois nós estão em paralelo.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Corrente da fonte

A fonte vê só Req, então a lei de Ohm dá a corrente que ela fornece. Essa corrente passa por R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Resposta

IR1 = 2 A
Análise nodalMédia
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1,5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

A fonte de tensão Vₛ entre A e B tem seu terminal + em B, então faz VB − VA = Vₛ. Use análise nodal com um supernó para encontrar a corrente Ix na fonte de tensão, de A para B como indicado pela seta.

Is = 1,5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Calcule Ix (A)

Mostrar dicas
  1. Uma fonte de tensão entre dois nós que não são o terra fixa a diferença entre eles: VB − VA = Vs.
  2. Escreva uma equação de LKC para o supernó em torno de A, B e da fonte: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Mostrar a resposta e a solução passo a passo

Análise nodal: escolha um nó de referência, nomeie as tensões de nó desconhecidas, escreva a lei das correntes de Kirchhoff em cada nó desconhecido usando a lei de Ohm (I = ΔV/R) e resolva as equações.

Forme um supernó

A fonte de tensão entre A e B conduz uma corrente desconhecida, então a LKC não pode ser escrita em A ou em B separadamente. Envolva A, B e a fonte em um supernó: a corrente que entra nele é igual à corrente que sai.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Resolva

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1,5
VA = (1,5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Corrente na fonte de tensão

Tudo o que passa pela fonte de A para B sai do nó B por R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1,333 A

Resposta

Ix = 1,333 A

Um resultado negativo significa que a corrente real flui contra a seta.

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

Calculadora de resistores em série e em paraleloCalculadora de divisor de tensãoCalculadora de constante de tempo RCCalculadora de impedância RLCCalculadora de correção do fator de potênciaCalculadora de ganho de amplificador operacionalCalculadora de potência trifásicaCalculadora de relação de espiras de transformadorCalculadora de resistor para LEDCalculadora de transformada de Laplace inversa (frações parciais)Calculadora de queda de tensãoCalculadora do temporizador 555 (astável e monoestável)Calculadora de decibéis (dB, dBm e níveis sonoros)Calculadora do diagrama de Bode (margem de ganho e de fase)Calculadora do critério de estabilidade de Routh–HurwitzCalculadora da transformada de LaplaceCalculadora do equivalente de Thévenin e NortonConversor binário, decimal e hexadecimalCalculadora da lei de Ohm (tensão, corrente, resistência e potência)Calculadora do código de cores de resistores (4, 5 e 6 faixas)Calculadora de capacitores (série, paralelo, carga e energia)Calculadora de notação científica (e notação de engenharia)

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