Enunciado

Resolva o Problema 10.4 usando fasores.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

A – Vamos perceber primeiramente todos os termos senoidais estão na mesma frequência (nesse caso, 3   r a d / s   ), logo, podemos fazer as operações com fasores, com isso, nós temos as seguintes equações no domínio do tempo

i 4 = 6 cos ⁡ 3 t   + 4 cos ⁡ 3 t - 30 ° + 4 3 cos ⁡ 3 t + 60 °

Convertendo para fasores, nós temos que

I 4 = 6 ∠ 0 ° + 4 ∠ - 30 ° + 4 3 ∠ 60 °  

Como é uma soma, temos que converter para coordenadas retangulares, com isso

I 4 = 6 + 0 j + 3,46 - 2 j + 3,46 + 6 j = 12,92 + 4 j

Com isso, I 4 é igual a

I 4 = 12,92 ∠ 17,20 °   A

Passo 2

B – Estão na mesma frequência, tudo certinho por aqui, então vamos observar que tem um seno, logo, vamos fazer a conversão para cosseno, logo

i 2 = 5 sin ⁡ 3 t   = 5 cos ⁡ 3 t - 90 °

Logo, i 4 é igual a

i 4 = 5 cos ⁡ 3 t + 30 ° + 5 cos ⁡ 3 t - 90 ° + 5 cos ⁡ 3 t + 150 °

Convertendo para fasores, nós temos os seguintes resultados

I 4 = 5 ∠ 30 ° + 5 ∠ - 90 ° + 5 ∠ 150 °  

Operações de soma de fasores só podem ser feitas por coordenadas retangulares, para isso, vamos converter de novo

I 4 = 4,33 + 2,5 j + - 5 j + - 4,33 + 2,5 j = 0 + 0 j

Logo, I 4 = 0

Passo 3

C – Mesma frequência, então podemos fazer as operações com fasores, temos um seno em i 2 , fazendo a defasagem em 90°, podemos transformar em cosseno. Com isso, nós temos que

i 4 = 25 cos ⁡ 3 t - 53,1 ° + 2 cos ⁡ 3 t - 90 ° + 13 cos ⁡ 3 t - 22,6 ° A

Passando para fasores, nós temos que

I 4 = 25 ∠ - 53,1 ° + 2 ∠ - 90 ° + 13 ∠ - 22,6 °   A

Como é uma operação de soma, só podemos obter o resultado passando para coordenadas retangulares, com isso, nós temos que

I 4 = 15 - 20 j + - 2 j + 12 - 5 j = 27 - 27 j

Voltando para coordenadas polares, nós temos que

I 4 = 38,18 ∠ - 45 °   A

Resposta

a )   12,92 ∠ 17,20 °   A

b )   I 4 = 0   A

c )   I 4 = 38,18 ∠ - 45 °   A