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ATIVIDADE 2 - EELE - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA - 53_2025

ATIVIDADE 2 - EELE - ELETRÔNICA DE POTÊNCIA - 53_2025

Questão 1
Dentro do curso de Engenharia Elétrica, os retificadores monofásicos desempenham um papel crucial no estudo e compreensão dos sistemas de eletrônica de potência. Esses dispositivos são fundamentais para a conversão de corrente alternada em corrente contínua, sendo amplamente aplicados em diversas áreas, como fontes de alimentação, eletrônica industrial e sistemas de energia renovável.
Elaborado pelo professor, 2023.
Com relação ao exposto acima, analise as alternativas abaixo e assinale a correta.
Alternativas
Alternativa 1:

A utilização de um transformador é comum em retificadores monofásicos de meia-onda, a fim de reduzir a corrente de saída.

Alternativa 2:

Um retificador monofásico de meia-onda apresenta um fator de forma menor do que um retificador monofásico de onda completa.

Alternativa 3:

A frequência da onda de saída de um retificador monofásico de onda completa é o dobro da frequência da fonte de alimentação de entrada.

Alternativa 4:

Sem a utilização de um transformador é possível construir qualquer circuitos retificadores, pois este dispositivo atua apenas na redução dos níveis de tensão alternada.

Alternativa 5:

A utilização de um capacitor de filtro em um retificador monofásico de onda completa é estritamente necessária, pois o diodo retificador não é capaz de proporcionar uma saída de corrente contínua.

Questão 2
Em um retificador trifásico sem filtro com carga puramente resistiva, composto por seis diodos, alimentado por uma fonte de tensão trifásica simétrica, um estudante observou que, ao realizar a medição da corrente de saída, obteve um valor médio diferente do esperado. Ao investigar o circuito, ele conectou o osciloscópio diretamente na carga e rapidamente identificou que 1 dos diodos estava queimado.
Elaborado pelo professor, 2023.
Analisando o exposto acima e com base nos seus estudos, analise as alternativas abaixo e indique qual evidência que o estudante provavelmente usou para concluir seu raciocínio.
Alternativas
Alternativa 1:

A corrente na carga estava 1/6 da corrente média ideal.

Alternativa 2:

A corrente na carga estava 1/3 da corrente média ideal.

Alternativa 3:

O sinal da tensão de saída apresentou 4 pulsos ao invés de 6.

Alternativa 4:

O sinal da tensão de saída apresentou 5 pulsos ao invés de 6.

Alternativa 5:

O sinal da tensão de saída apresentou 2 pulsos ao invés de 3.

Questão 3
Os retificadores monofásicos à diodo são circuitos fundamentais na área de engenharia elétrica, especialmente na eletrônica de potência. Esses circuitos têm diversas aplicações, como em fontes de alimentação, carregadores de baterias e conversores de energia.
Considere um retificador monofásico à diodo onde a tensão de entrada é especificada em Volts-Eficazes e os semicondutores são compreendidos como Chaves Ideais. O circuito utilizado é a configuração de retificador monofásico de onda completa e um filtro capacitivo é empregado para suavizar a forma de onda de saída. Além disso, a carga conectada ao circuito é uma carga RL.

Com base no exposto, analise as afirmativas a seguir:

I. A tensão média de saída de um retificador monofásico de onda completa é a metade da tensão de pico da tensão de entrada.
II. A corrente eficaz de saída de um retificador monofásico de onda completa é igual à corrente eficaz de entrada.
III. O filtro capacitivo reduz a diferença entre o valor médio da tensão na carga em relação ao valor de pico da tensão de saída quando comparado a circuito sem filtro capacitivo na saída.
IV. A potência média entregue à carga em um retificador monofásico de onda completa é metade da potência média de entrada.
V. O uso de uma carga RL causa uma defasagem entre a corrente e a tensão de saída do retificador monofásico de onda completa. Como a carga é composta por um elemento indutivo (L), a tensão apresenta um atraso em relação à corrente. Isso significa que a tensão atingirá seu valor máximo em um momento posterior em relação ao instante em que a corrente atinge seu valor máximo.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

II, apenas.

Alternativa 2:

II e III, apenas.

Alternativa 3:

I, II e V, apenas.

Alternativa 4:

I, III e V, apenas.

Alternativa 5:

II, III e IV, apenas.

Questão 4
Considere o conversor CC - CC não isolado, considerado ideal, operando em modo contínuo, representado na figura abaixo.



Admitindo que o ciclo de trabalho (duty cycle) D vale 0,5 e que a tensão de entrada Vd é de 10V, a tensão Vo de saída, em volts, é:
Alternativas
Alternativa 1:

100.

Alternativa 2:

50.

Alternativa 3:

20.

Alternativa 4:

10.

Alternativa 5:

5.

Questão 5
A eletrônica de potência une os conhecimentos de sistemas elétricos de potência e das eletrônicas digital e analógica, mas especificamente em circuitos de chaveamento, onde o domínio das chaves estáticas e dos seus circuitos de disparo é importante.
As aplicações abrangem muitas áreas, como dispositivos eletrodomésticos e industriais, aplicações envolvendo energia renovável, tração, automação e transporte.
Baseado no contexto acima, analise as afirmações a seguir:​I) Os inversores são conversores estáticos que operam nos quatro quadrantes do plano tensão-corrente, sendo amplamente utilizados em veículos leves sobre trilhos, trólebus e veículos elétricos a bateria, como locomotivas de minas, empilhadeiras e automóveis.

II) Não há reversão da tensão de saída em circuitos retificadores que estejam alimentando cargas puramente resistivas. Logo, a forma da tensão elétrica na saída do retificador e as características de controle são similares àquelas obtidas com diodo de circulação em cargas indutivas.

III) Nos conversores CC-CC que possuem indutância conectada em paralelo à fonte, podemos dizer que este conversor possui entrada em fonte de corrente pois a mesma é estabilizada pelo indutor, não atingindo o zero.

IV) Podemos dizer que o fator de potência em conversores estáticos está relacionado apenas ao ângulo de defasagem entre a corrente e a tensão na carga, seja ela resistiva indutiva ou capacitiva.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

III, apenas.

Alternativa 2:

I e II, apenas.

Alternativa 3:

II e IV, apenas.

Alternativa 4:

III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II e III, apenas.

Questão 6
Os conversores CC-CC isolados formam uma importante classe de conversores utilizada na Engenharia Elétrica. Os conversores isolados são projetados para proporcionar isolamento galvânico entre a entrada e a saída, garantindo que não haja conexão direta entre os dois circuitos. Isso é especialmente útil em aplicações onde é necessária a proteção contra surtos de tensão, interferências e para garantir a segurança dos usuários. Além disso, os conversores isolados permitem a operação em diferentes níveis de tensão entre entrada e saída, possibilitando a transformação de tensão e a interface entre sistemas com níveis de tensão incompatíveis.
Elaborado pelo professor, 2023.


Com base no exposto acima, analise as afirmações abaixo:
 
I. Os conversores CC-CC isolados possuem eficiência de conversão muito baixa em comparação com outros tipos de conversores.
II. Os conversores CC-CC isolados são amplamente utilizados em aplicações de geração de energia solar, onde são empregados para elevar a tensão de saída dos painéis solares para a rede elétrica.
III. A principal desvantagem dos conversores CC-CC isolados é a dificuldade de controle e regulação da tensão de saída.
IV. A isolação galvânica nos conversores CC-CC isolados é alcançada através do uso de capacitores de alta tensão.
V. Os conversores CC-CC isolados são adequados apenas para aplicações de baixa potência e tensão.

​É correto o que se afirma em:


Alternativas
Alternativa 1:

I e V, apenas.

Alternativa 2:

II , apenas.

Alternativa 3:

I, II e III, apenas.

Alternativa 4:

I, III e V, apenas.

Alternativa 5:

II, III e IV, apenas.

Questão 7
Os dispositivos semicondutores de potência desempenham um papel fundamental no controle e conversão eficiente da energia elétrica. Esses dispositivos, como os diodos, tiristores, transistores de potência, permitem o controle da corrente e tensão em circuitos de alta potência.
Elaborado pelo professor, 2023.

Com base no exposto acima, avalie as afirmações a seguir como (V) para verdadeiras e (F) para falsas:

I. O IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) é um dispositivo semicondutor de potência que combina a alta capacidade de bloqueio de tensão do MOSFET com a baixa resistência de condução do transistor bipolar.

II. O diodo de potência é um dispositivo semicondutor utilizado para bloquear a corrente em um sentido e permitir a passagem de corrente em um sentido oposto.

III. O SCR (Silicon-Controlled Rectifier) é um dispositivo semicondutor unidirecional que é amplamente utilizado em circuitos de controle de potência, como retificadores controlados de onda completa.

IV. O MOSFET de potência é um dispositivo semicondutor bipolar que permite a passagem de corrente em ambos os sentidos, sendo utilizado principalmente em aplicações de alta frequência.

V. O GTO (Gate Turn-Off Thyristor) é um dispositivo semicondutor de potência unidirecional que possui a capacidade de controlar a quantidade de corrente que o percorre a partir de uma corrente proporcional injetada no terminal de gate.

As afirmações I, II, III, IV e V são, respectivamente:

Alternativas
Alternativa 1:

V, V, V, F, F.

Alternativa 2:

F, F, V, V, F.

Alternativa 3:

V, F, V, F, V.

Alternativa 4:

V, F, F, V, F.

Alternativa 5:

V, V, F, F, V.

Questão 8
As chaves de potência são componentes semicondutores que permitem ou bloqueiam a passagem de corrente elétrica mediante a uma ou mais condições que o circuito impõe. Sabendo disso, assinale a alternativa que possui uma afirmação correta no que se refere às chaves de potência:
Alternativas
Alternativa 1:

Uma chave ideal é aquela na qual ocorre dissipação de potência.

Alternativa 2:

Uma chave não-ideal é aquela na qual não ocorre dissipação de potência.

Alternativa 3:

Uma chave ideal encontra-se em estado de condução quando a tensão sobre ela é nula.

Alternativa 4:

Uma chave ideal encontra-se em estado de bloqueio quando a corrente elétrica conduzida por ela não é nula.

Alternativa 5:

A máxima eficiência energética de um circuito é alcançada quando ocorre alta dissipação de potência nos dispositivos de chaveamento.

Questão 9
Os tiristores são componentes muito utilizados em eletrônica de potência. Sabendo que existem vários tipos com características específicas, assinale a alternativa que contém a sequência correta entre dispositivos tiristores e suas respectivas características.
Dispositivo tiristor:
(1) TRIAC
(2) GTO
(3) SCR
(4) DIACCaracterísticas
(  )Disparo pelo Gate e Condução unidirecional; alta capacidade de bloqueio de tensões diretas e reversas;
(  )Disparo pelo Gate; Condução de corrente bidirecional; alta capacidade de bloqueio de tensões diretas e reversas;
(  )Disparo e bloqueio pelo Gate; Condução em um unidirecional; alta capacidade de bloqueio de tensões diretas e reversas;
(  )Disparo por tensão direta ou reversa; Condução de corrente bidirecional; baixa capacidade de bloqueio de tensões diretas ou reversas;

Alternativas
Alternativa 1:

(4); (2); (1); (3).

Alternativa 2:

(1); (2); (3); (4).

Alternativa 3:

(3); (1); (2); (4).

Alternativa 4:

(1); (4); (3); (2).

Alternativa 5:

(3); (4); (2); (1).

Questão 10
Na quarta aula ao vivo, discutimos sobre conversores CC-CC, que são dispositivos de Eletrônica de Potência responsáveis pela conversão de corrente contínua (CC) para outra corrente contínua, possibilitando a variação da tensão e corrente em sistemas de energia elétrica. Os conversores CC-CC são amplamente empregados em diversas aplicações, como fontes de alimentação reguladas e sistemas de geração de energia renovável, devido à sua capacidade de controlar e otimizar o fornecimento de energia elétrica de acordo com as exigências específicas de cada aplicação. O entendimento desses conversores é essencial para o desenvolvimento de sistemas de energia mais eficientes e sustentáveis.
Elaborado pelo professor, 2023.
Com base no exposto acima, analise as afirmações abaixo:​I. Topologia Elevadora: O conversor CC-CC Boost é uma topologia elevadora, capaz de aumentar a tensão de saída em relação à tensão de entrada, em contraste aos conversores CC-CC Buck.
II. Chave Controlada em Série: O conversor CC-CC Boost possui uma chave controlada, geralmente um transistor ou MOSFET, colocada em série com a fonte de energia. Essa configuração permite controlar o fluxo de corrente e elevar a tensão na carga.
III. Dificuldade de implementação de circuito de controle devido ao referência da chave ser diferente do referencial da fonte de entrada.
IV. A Saída do conversor Boost pode ser modelada como fonte de tensão: O conversor Boost permite controlar a tensão de saída através do ciclo de trabalho da chave controlada e a presença do Capacitor de saída faz com que a tensão na carga seja abastecida mesmo quando a chave está desligada.
V. O conversor CC-CC Boost é comumente usado em aplicações onde a tensão de entrada é menor que a tensão de saída necessária, como em sistemas de alimentação de energia solar e de baterias, onde é necessário elevar a tensão para a carga.

​É correto o que se afirma em:

 

Alternativas
Alternativa 1:

I, II e III, apenas.

Alternativa 2:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 3:

II, IV e V, apenas.

Alternativa 4:

I, IV e V, apenas.

Alternativa 5:

III, IV e V, apenas.

As respostas para esse trabalho você encontra nos sites Apoio Acadêmico, Integrare Academy e Colaborar Portfólios.

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