Questões de Concurso Sobre eletrônica de potência na engenharia eletrônica em engenharia eletrônica

Os vários equipamentos existentes na atualidade funcionam com circuitos eletrônicos que necessitam de tensão contínua (CC) para trabalhar. Entretanto, as companhias de energia elétrica fornecem aos consumidores tensão alternada (CA). Com isso, internamente, os equipamentos acima citados possuem um sistema que usa diodos para converter tensão alternada em tensão contínua CC. Uma configuração de retificação, chamada de onda completa, utiliza uma ponte de quatro diodos para fazer essa conversão. Quando uma ponte retificadora tem injetada, na sua entrada, uma onda senoidal de valor máximo (valor de pico) de 100V, o valor médio da tensão contínua, na saída da ponte, é igual a

Analise o circuito apresentado na Figura 17 abaixo:

Com base nas informações apresentadas, analise as assertivas a seguir e assinale a alternativa correta.

I. O circuito emprega um TRIAC para controle da condução de corrente na carga que é, nesse caso, uma lâmpada.

II. A bateria de 6 V presente no circuito é carregada através do diodo D1.

III. O SCR entra em condução quando o capacitor C1 se descarrega pela carga, o que proporciona uma tensão no GATE, pelo divisor de tensão formado por R2 e R3 e pela tensão fornecida pela bateria.

IV. A alimentação do circuito utiliza um retificador de meia onda. 

A Figura 11 abaixo apresenta um exemplo de uso de um TRIAC.

Sobre o TRIAC apresentado na Figura 11, assinale a alternativa correta.

A Figura 10 abaixo exibe um conversor trifásico completo, que é operado a partir de uma fonte de alimentação trifásica de 208 V, 60 Hz, conectada em Y. 




Considerando as informações apresentadas, determine o ângulo α de disparo de forma a obter uma tensão média de saída de 50% da máxima possível. Realize arredondamentos a partir da segunda casa decimal.

Analise a Figura 4 abaixo, que apresenta um conversor monofásico completo, que está conectado a uma alimentação de 120 V, 60 Hz. A corrente de carga Ia é contínua, seu conteúdo de ondulação é desprezável e a relação de espiras do transformador é unitária. 





Para um ângulo de disparo α = π/3 , calcule a tensão média de saída (VCC), a tensão normalizada (Vn) e a máxima tensão média de saída (Vdm), respectivamente. Realize arredondamentos a partir da segunda casa decimal.

A eletrônica industrial utiliza dispositivos de potência, sistemas de controle e circuitos especializados para operar e proteger equipamentos em ambientes industriais. Considere um sistema que envolve o controle de motores elétricos, retificadores, inversores e dispositivos para proteção e medição de energia. Nesse contexto, relacione adequadamente os elementos utilizados em sistemas de eletrônica industrial às suas principais funções ou características.

1. Diodo de recuperação reversa.
2. Tiristor (SCR).
3. Inversor de frequência.
4. Transdutor de corrente.
5. Relé de sobrecarga.

( ) Permite o controle da velocidade de motores AC, variando a frequência da tensão de saída. ( ) Dispositivo que protege motores contra correntes excessivas, desativando o circuito quando necessário.
( ) Usado para converter corrente alternada em corrente contínua, com características de recuperação rápida.
( ) Realiza a medição de corrente em um sistema industrial, fornecendo um sinal proporcional para monitoramento.
( ) Dispositivo de potência que conduz corrente apenas quando ativado por um pulso no terminal de gate.

A sequência está correta em

Uma máquina de corrente contínua está operando como gerador shunt e possui as seguintes características:

• Tensão terminal: Vt = 240 V.
• Resistência do enrolamento de armadura: Ra = 0,15 Ω.
• Resistência do enrolamento de campo shunt: Rf = 120 Ω.
• Corrente de carga: IL = 50 A.
• Queda de tensão devido ao efeito da reação do campo: Vreac = 6 V.

Considerando que as perdas mecânicas e magnéticas somam 600 W, o rendimento da máquina (%), tendo em vista que ela está operando em regime permanente, é de, aproximadamente:

Um resistor R₁ = 10 Ω é conectado em série com um resistor R₂ não ôhmico, cuja resistência varia de acordo com a tensão aplicada, segundo a equação R₂ = 20 + 5VR₂, onde VR₂ é a tensão sobre o resistor R₂. Sabe-se que esses dois resistores em série estão em paralelo com um terceiro resistor R3 de 30 Ω. O circuito misto é alimentado por uma fonte de tensão contínua de 60V. Um valor possível para R₂ é, aproximadamente: 

A eletrônica de potência é fundamental para o controle e a conversão de energia elétrica em aplicações industriais, comerciais e residenciais. Componentes como diodos, transistores IGBT e MOSFET são amplamente utilizados em retificadores e conversores para ajustar tensões e correntes de acordo com as necessidades de carga e fonte. Sistemas avançados demandam um equilíbrio entre eficiência, custo e desempenho térmico. Diante do exposto, analise as afirmativas a seguir.

I. Um retificador controlado com tiristores permite variar a tensão de saída retificada ajustando o ângulo de disparo dos tiristores.
II. Conversores CC-CC do tipo buck aumentam a tensão de entrada para níveis mais altos, enquanto os conversores boost a reduzem para valores menores.
III. Os MOSFETs são preferidos em aplicações de alta frequência devido à sua baixa dissipação por comutação e menor capacitância de gate em comparação aos IGBTs.
IV. Nos retificadores trifásicos controlados, a distorção harmônica da corrente é reduzida; o fator de potência aumenta quando comparados aos retificadores não controlados.
V. Em conversores CC-CA (inversores), o uso de modulação por largura de pulso (PWM) permite controlar tanto a frequência quanto a amplitude da saída.

Está correto o que se afirma apenas em

A conversão eletromecânica de energia é um processo essencial em sistemas industriais e comerciais, envolvendo máquinas como transformadores, motores de Corrente Contínua (CC), motores de indução e motores síncronos. Esses dispositivos são projetados para operar com eficiência em diferentes condições de carga, tensão e frequência. O conhecimento aprofundado sobre suas características e comportamento é crucial para o dimensionamento e a análise de desempenho. Diante do exposto, assinale a afirmativa INCORRETA.

Em ambientes críticos, como data centers, hospitais e instalações industriais sensíveis, é essencial garantir que a alimentação elétrica para equipamentos vitais não seja interrompida, nem mesmo por frações de segundo. Diferentes tecnologias de nobreaks oferecem níveis variados de proteção e tempos de transferência em caso de falhas na rede elétrica. Considerando as principais topologias de nobreaks disponíveis no mercado, assinale a alternativa que apresenta o tipo que oferece tempo de transferência zero entre a perda de energia da rede elétrica e o fornecimento de energia às cargas críticas, garantindo assim uma alimentação ininterrupta e estável.

Seja um sistema de alimentação ininterrupta (UPS) em um data center. Assinale a alternativa que apresenta o componente responsável por converter a corrente contínua (DC) das baterias de volta em corrente alternada (AC) para alimentar os equipamentos durante uma queda de energia.

Esteve-se em vistoria a uma agência que ainda utiliza lâmpadas que ficaram conhecidas como PL (fluorescentes compactas). Verificou-se que cada lâmpada apresenta um comportamento similar a um circuito RLC série, em que R=1 KΩ, L=0,02 e C=10nF. A lâmpada está conectada a um circuito monofásico com tensão de 120 V(pico) e frequência de 60 Hz. Assinale a alternativa que apresenta potência ativa, reativa e aparente da lâmpada. 

Cargas consumidoras de energia elétrica residenciais ou industriais podem consumir energia reativa indutiva. Esses tipos de carga podem ser motores, reatores de lâmpadas, transformadores, etc. Sobre esse tipo de consumo e sua potência medida, podemos afirmar:

    Um forno industrial utilizado no processo de fundição é aquecido por uma resistência elétrica. O controle da energia fornecida à resistência é feito por meio de um TRIAC em um circuito de corrente alternada monofásica. O ajuste da potência média aplicada ao forno depende da variação no ângulo de disparo do TRIAC.

    Qual das alternativas abaixo descreve corretamente o comportamento do TRIAC para garantir a quantidade adequada de energia fornecida ao forno?

Em um sistema de navegação aérea, uma aeronave utiliza sinais de rádio frequência para determinar a sua posição em relação a várias estações terrestres. O sistema opera com modulação em amplitude (AM) para transmitir informações sobre a direção e a distância da aeronave até as estações. A frequência portadora utilizada é de 115 MHz, e a informação de direção é transmitida modulando a amplitude da portadora com um sinal de baixa frequência de 30 Hz.

No entanto, foi identificado que, em algumas situações, devido a interferências, a portadora da onda de rádio acaba sendo suprimida. Mesmo assim, o sistema é capaz de realizar a demodulação e de extrair a informação necessária para a navegação.

Qual tipo de demodulador seria ideal para este cenário?

O funcionamento de inversor de frequência consiste na variação da frequência que alimenta o motor de indução trifásico, por meio de um circuito de controle e dispositivos de estado sólido, inicialmente tiristores e, nos dias atuais, IGBT’s. Porém, operar um motor com frequências abaixo ou acima da sua frequência nominal pode trazer dificuldades à operação. A figura a seguir mostra uma curva operacional típica que os fabricantes divulgam para evitar danos ao motor, em que um fator é aplicado ao conjugado nominal para determinar sua capacidade de trabalho. 

Fonte: FRANCHI, C. M. Acionamentos Elétricos.São Paulo: Érica, 4ª edição, 2014. 

Assim, sobre operações com inversores de frequência, assinale a alternativa correta. 

Considerando a Figura 6 abaixo, assinale a alternativa que apresenta o tipo de equipamento e função que está realizando, respectivamente.

Determine o FP (fator de potência) de uma instalação cujos valores de potência ativa (P) e reativa (Q) são:







Considere arredondamentos a partir da segunda casa decimal.

Os transistores de efeito de campo (JFET e MOSFET) representam um grande avanço na eletrônica por propiciarem uma redução considerável nos níveis de potência nos dispositivos eletrônicos bem como o aumento da densidade em circuitos integrados quando comparados aos transistores bipolares de junção (TBJ). Por outro lado, ao serem empregados como amplificadores de sinais, os transistores de efeito de campo