Q. 1 (0.10) - Em um circuito elétrico composto por um resistor, um diodo, um capacitor e um indutor, analise as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta: I. O resistor é um componente que dissipa energia na forma de calor, obedecendo à Lei de
.
II. O diodo ideal conduz corrente elétrica igualmente nos dois sentidos, com resistência nula.
III. O capacitor armazena energia na forma de campo elétrico, sendo que sua impedância tende a zero quando submetido a uma corrente contínua (DC).
IV. O indutor armazena energia na forma de campo magnético e se opõe à variação da corrente elétrica que o atravessa.
Qual das alternativas abaixo está correta?
a) ( ) Apenas a afirmativa III está correta.
b) ( ) Todas as afirmativas estão corretas.
c) ( ) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
d) ( ) Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
e) ( ) Apenas a afirmativa I está correta.
II. O diodo ideal conduz corrente elétrica igualmente nos dois sentidos, com resistência nula.
III. O capacitor armazena energia na forma de campo elétrico, sendo que sua impedância tende a zero quando submetido a uma corrente contínua (DC).
IV. O indutor armazena energia na forma de campo magnético e se opõe à variação da corrente elétrica que o atravessa.
a) ( ) Apenas a afirmativa III está correta.
b) ( ) Todas as afirmativas estão corretas.
c) ( ) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.
d) ( ) Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
e) ( ) Apenas a afirmativa I está correta.
Passo 1
O enunciado apresenta quatro afirmativas sobre componentes elétricos (resistor, diodo ideal, capacitor e indutor) e pede que eu identifique quais afirmativas são corretas entre I, II, III e IV. As afirmativas são:
- I. O resistor é um componente que dissipa energia na forma de calor, obedecendo à Lei de
( ). - II. O diodo ideal conduz corrente elétrica igualmente nos dois sentidos, com resistência nula.
- III. O capacitor armazena energia na forma de campo elétrico, sendo que sua impedância tende a zero quando submetido a uma corrente contínua (DC).
- IV. O indutor armazena energia na forma de campo magnético e se opõe à variação da corrente elétrica que o atravessa.
O objetivo é decidir qual alternativa (a, b, c, d, e) corresponde ao conjunto correto de afirmativas.
Passo 2
Analisando a afirmativa I (resistor): explicar o que é e por que é verdadeira.
- A Lei de Ohm diz que a queda de tensão
em um resistor é proporcional à corrente que passa por ele, com a constante de proporcionalidade sendo a resistência . Isso é escrito como . Aqui é a tensão em volts, a corrente em ampères e a resistência em ohms. - Um resistor ideal converte energia elétrica em calor (efeito Joule). A potência dissipada é dada por fórmulas equivalentes:
Expliquei as três formas: todas descrevem a mesma potência dissipada, só isolando variáveis diferentes.
Portanto, a afirmativa I é correta.
Passo 3
Analisando a afirmativa II (diodo ideal): explicar o comportamento do diodo ideal e por que a afirmativa é falsa.
- Um diodo ideal é um elemento não linear que permite corrente quase livremente apenas no sentido direto (quando polarizado diretamente) e bloqueia totalmente no sentido reverso. Em modelos simples, no sentido direto o diodo tem tensão de condução zero (ou uma queda fixa em modelos não ideais), e no sentido reverso tem corrente zero.
- A afirmativa diz que o diodo ideal “conduz igualmente nos dois sentidos, com resistência nula”. Isso é o oposto do comportamento real/ideal: ele não conduz igualmente nos dois sentidos; conduz só num sentido e bloqueia no outro.
Portanto, a afirmativa II é falsa.
Passo 4
Analisando a afirmativa III (capacitor): descrever o que o capacitor faz e verificar a parte sobre impedância em DC.
- Um capacitor realmente armazena energia em forma de campo elétrico entre suas placas. A energia armazenada num capacitor carregado é dada por
, em que é a capacitância (farads) e a diferença de potencial (volts). Isso confirma a primeira parte da afirmativa (armazenamento em campo elétrico). - Agora sobre impedância: a impedância complexa de um capacitor em regime senoidal é
onde é a frequência angular ( ) e . Expliquei: representa a frequência da fonte; para corrente contínua (DC) temos frequência e, portanto, . Substituindo em obtém-se (ou seja, comportamento de circuito aberto). - A afirmativa afirma que a impedância tende a zero quando submetido a corrente contínua — isso é incorreto. Na verdade, para DC o capacitor bloqueia (impedância muito alta/infinita). Em regimes de alta frequência a impedância cai, mas não em DC.
Portanto, a afirmativa III é parcialmente verdadeira na primeira frase (armazenamento) mas falsa na segunda (impedância em DC). Como a afirmativa é composta, consideramos a afirmativa III como falsa no seu enunciado completo.
Passo 5
Analisando a afirmativa IV (indutor): explicar comportamento do indutor e porque a afirmativa é correta.
- Um indutor armazena energia na forma de campo magnético criado pela corrente que passa por suas espiras. A energia armazenada num indutor é
em que é a indutância (henry) e é a corrente (ampères). - O indutor tem uma tensão induzida proporcional à taxa de variação da corrente, dada por
Essa relação mostra que o indutor tende a “se opor” a mudanças rápidas na corrente (se a corrente tenta aumentar rapidamente, aparece uma tensão que se opõe à variação — isto é consequência da Lei de Faraday/Lenz). - Em termos de impedância senoidal,
e para (DC) temos , ou seja, o indutor em regime DC se comporta como um curto (mas continua a se opor a rápidas mudanças de corrente).
Portanto, a afirmativa IV está correta.
Passo 6
Conclusão lógica: das quatro afirmativas, verificamos que I é correta, II é falsa, III é falsa (pela afirmação sobre impedância em DC) e IV é correta. Assim, as afirmativas corretas são apenas I e IV. Isso corresponde à alternativa d).
Resposta
d) Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.