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

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.

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

Considere um projeto que emprega uma fonte de alimentação e um IGBT para alimentar uma carga puramente resistiva de 20Ω,  onde a corrente média na carga é controlada pelo chaveamento do IGBT

Sabe-se que, nesse projeto, a tensão da fonte de alimentação é 120 V, a tensão queda de tensão entre coletor e emissor do IGBT é 4 V e a corrente média da carga é 2,32 A.

Diante do exposto, o ciclo de trabalho do circuito de chaveamento, em valores percentuais, é 

Considere um projeto de um conversor CC-CC abaixador, que opera com tensão de entrada de 30 V, potência de saída de 15 W e frequência de chaveamento é 100 kHz.

Considerando que o conversor opere em modo de condução contínuo e que a razão de trabalho de chaveamento (ou ciclo de trabalho) é 0,4, a corrente média de saída, em A, é 

Um fabricante de baterias hipotético define a propriedade denominada Status da bateria, como indicador de tempo de vida útil da sua bateria experimental. 

Considere que essa propriedade seja dependente exclusivamente do número de cargas (NC) e possa ser aproximada pela equação 




Em que:

• NC é o número de cargas; e
• Status da bateria.

De acordo com as especificações, a bateria deverá ser substituída quando seu Status for menor que 50. 
Dados: 




Diante do exposto, o número máximo de cargas a que a bateria poderá ser submetida antes da substituição é 

O projeto de fontes de alimentação de corrente contínua pode ser dividido em etapas, tais como a retificação e a regulação.  É possível inserir um estágio adicional de filtragem composto por um resistor e um capacitor, após o capacitor de filtragem original. 

Tal inserção tem como objetivo principal