Exercícios Resolvidos de Conceitos Básicos de CA (Corrente Alternada)

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Enunciado

Uma fonte de corrente em um circuito linear tem i s = 15 cos ⁡ 25 π t + 25 ° A .

  1. Qual a amplitude da corrente?
  2. Qual é a frequência angular?
  3. Determine a frequência da corrente?
  4. Calcule i s em t = 2 m s

Passo 1

Vamos pegar a expressão da forma de onda da tensão:

i s = 15 cos ⁡ 25 π t + 25 ° A

E retirar as informações de acordo com o modelo:

Comparando a expressão com o modelo, descobrimos que:

  • A amplitude I m é igual a 15 A
  • I m = 15 A

  • A frequência angular ω é igual a 25 π
  • ω = 25 π   r a d / s

  • A fase é igual a 25 °

ϕ = 25 °

Passo 2

Só no passo 1 já encontramos as respostas das letras “a” e “b”:

I m = 15 A

E

ω = 25 π   r a d / s

Passo 3

A partir da frequência angular ω chegamos no falor da frequência f em H z através da relação:

ω = 2 π f

Substituindo a frequência angular:

25 π = 2 π f

Vamos isolar a frequência f de um lado da igualdade:

f = 25 π 2 π

Cortamos o π que está tanto no numerador quanto no denominador e nos resta:

f = 25 2 = 12,5 H z

Foi rápido né? Essa já é a resposta do item “c”.

Passo 4

A última coisa que precisamos fazer para acabar a questão é substituir o tempo

t = 2 m s

Na expressão:

i s = 15 cos ⁡ 25 π t + 25 ° A

Sem esquecer que o tempo tem que estar em segundos, logo:

t = 2 m s = 2 ⋅ 10 - 3 s

Substituindo na equação:

i s = 15 cos ⁡ 25 π ⋅ 2 ⋅ 10 - 3 + 25 ° A

Realizando a multiplicação:

25 π ⋅ 2 ⋅ 10 - 3 = 0,05 ⋅ π

Substituindo na expressão:

i s = 15 cos ⁡ 0,05 ⋅ π + 25 ° A

Nós não podemos apenas somar os argumentos que estão dentro do cosseno, porque estão em unidades diferentes. Um está em graus e outra em radiano.

Vamos converter 0,0 5 ⋅ π   r a d para grau. Para isso temos que multiplicar 0,05 ⋅ π   por 180 / π :

0,0 5 ⋅ π ⋅ 180 π = 9 °

Então a expressão se torna:

i s = 15 cos ⁡ 0,05 ⋅ π + 25 ° A → i s = 15 cos ⁡ 9 ° + 25 ° A

Somando as parcelas dentro do cosseno:

i s = 15 cos ⁡ 34 ° A

Calculando o cosseno de 34 ° :

cos ⁡ 34 ° = 0 , 829

Substituindo esse resultado na expressão do cálculo da tensão que estamos fazendo:

i s = 15 ⋅ 0,829 A

Chegamos ao resultado:

i s = 12,435 A

Finalmente, chegamos ao final! Te vejo na próxima!

Resposta

  1. I m = 15 A
  2. ω = 25 π   r a d / s
  3. f = 12,5 H z
  4. i s = 12,435 A