Considerando
, aplique um sinal de entrada
ao circuito. O que aconteceu? Explique.
Passo 1
O enunciado dá duas informações explícitas:
e que você aplica um sinal de entrada
. A pergunta é “O que aconteceu? Explique.”
Informações que não foram fornecidas mas são necessárias para uma resposta definitiva: a topologia do circuito (onde
está ligada — série com a fonte, para massa, em realimentação, etc.), presença e valores de outros componentes (outros resistores, diodos, capacitores, carga), forma do sinal (senoide, quadrada, pulso), existência de offset DC no sinal, e tensões de alimentação caso haja um amplificador ativo (por exemplo, alimentação de um op‑amp). Como a figura do circuito não foi enviada, não há como afirmar exatamente o que ocorreu no circuito específico.
O problema pede uma explicação sobre o que acontece no circuito quando um sinal de entrada
é aplicado a um resistor
. No entanto, o enunciado não fornece informações suficientes para determinar o que acontece exatamente, pois não especifica a topologia do circuito, os valores de outros componentes, a forma do sinal, a existência de offset DC no sinal e as tensões de alimentação.
Passo 2
Por que a falta do circuito impede uma resposta única? Porque o efeito de aplicar um mesmo
depende totalmente de onde o sinal entra e do que está conectado a
. Exemplos de diferenças de comportamento: se
estiver em série com uma carga à massa, o sinal gera corrente e dissipa potência em
; se
for o resistor de entrada de um amplificador, o sinal pode ser amplificado e causar saturação; se
estiver em série com um diodo/LED, pode ocorrer ou não condução dependendo da amplitude e offset; se for parte de um divisor, a tensão no nó muda conforme o outro resistor. Portanto precisamos do circuito para dizer “isso aconteceu”.
Passo 3
Vou ensinar o que significa
e como converter para grandezas úteis. Definições e fórmulas:
Para um sinal senoidal simétrico em torno de zero:
A tensão de pico aqui é então
A tensão eficaz (RMS) para seno é
Essas transformações são úteis para calcular correntes e potências.
Passo 4
Se
estiver simplesmente série entre a fonte e um nó à massa (ou seja, a fonte “vê”
para massa), a corrente que passa na resistência para um seno sem offset é:
A corrente eficaz (RMS) vale
A potência média dissipada em
será
Conclusão prática: nesse caso passaria uma corrente pequena (pico
) e
dissipa apenas cerca de
— nada de perigoso para um resistor de
W, por exemplo.
Passo 5
Casos alternativos importantes (explico para você saber o que olhar no circuito da prova):
- Se
é o resistor de entrada de um amplificador com ganho , a tensão na saída será . Se for grande e as tensões de alimentação do amplificador forem limitadas, a saída pode saturar (clipar) nas tensões de alimentação. Exemplo: ganho saída ideal pico ; se os trilhos forem , haverá saturação e distorção. - Se
está em série com um LED, com sinal sem offset de (pico ), normalmente não acenderá porque a tensão pico é menor que a tensão direta do LED (geralmente – ), a não ser que haja um offset positivo que eleve o pico acima do limiar. - Se
faz parte de um divisor com outro resistor , a tensão no nó intermediário será o resultado do divisor: sem o valor de não dá para calcular. - Se há acoplamento por capacitor, o conteúdo DC e a impedância de carga mudam o comportamento (pico pode se deslocar, circuito passa a ser grandeza em frequência dependendo do RC).
Passo 6
Resumo didático do que olhar na prova quando aparecer algo assim:
- Identifique onde
está ligada (série com fonte, para massa, em realimentação, com diodo, etc.). - Converta
para e usando as fórmulas do Passo 3. - Calcule correntes com
(usar valores de pico ou RMS conforme a pergunta). - Calcule potência com
ou . - Se houver amplificador, compare o produto ganho×
com as tensões de alimentação para verificar saturação/clipping. - Se houver diodos/LEDs, compare picos com tensões de limiar (forward) e considere presença de offset.
Passo 7
Aplicando isso ao que foi dado (sem inventar circuito): a única conclusão numérica segura e independente da topologia é que o sinal de
tem pico de
e, se for entregue diretamente a um
ligado a massa, gerará pico de corrente de
e dissipará cerca de
. Qualquer outro efeito (saturação, condução de diodo, divisão de tensão, amplificação) exige o diagrama e as tensões de alimentação.
Resposta
Não é possível afirmar com certeza o que aconteceu porque o circuito (topologia, outros componentes e tensões de alimentação) não foi fornecido. Se
estiver simplesmente entre a fonte e a massa, então
, gerando
e potência dissipada em
de aproximadamente
. Outros comportamentos (clipagem por amplificador, acionamento de LED, divisão de tensão, etc.) dependem do circuito e das tensões de alimentação.