Questões da Prova CESGRANRIO - 2014 - LIQUIGÁS - Engenheiro Júnior - Elétrica

Dois wattímetros monofásicos são empregados para medição da potência de uma carga trifásica equilibrada de impedância constante, conforme diagrama abaixo.

                                           

Sabendo-se que a leitura do wattímetro W1=2K e do wattímetro W2=K, e que K é uma constante positiva, qual o fator de potência da carga?

Motivado pela Copa do Mundo de 2014, um torcedor decidiu montar um letreiro luminoso com as três primeiras letras do nome de nosso país: BRA. Nesse letreiro, o acendimento de cada letra é comandado pelo circuito digital sequencial ilustrado a seguir.

                              

Esse circuito foi projetado de modo que uma determinada letra acenderá somente quando o seu respectivo sinal de comando digital assumir um nível lógico alto.
O objetivo desse circuito é fazer com que as letras acendam e apaguem, repetindo a ordem mostrada pelo diagrama apresentado. Nessa sequência, as três começam apagadas, e, depois, as letras vão acendendo uma a uma até que todas estejam acesas ao final da sequência.

Para realizar a sequência de acendimento desejada, o circuito combinacional deve produzir os sinais de comando dos flip-flops tipo D, através do seguinte par de funções lógicas:

No tanque de gás representado na Figura a baixo, a válvula de entrada W e as válvulas de saída X, Y e Z são comandadas digitalmente. Nesse comando digital, um sinal de nível lógico alto produz a abertura da válvula, e um sinal de nível baixo leva ao fechamento da mesma. Além disso, o sistema possui um sensor de pressão digital P de apenas um bit, onde P = 0 indica que a pressão no interior do tanque está abaixo do mínimo desejado.

Nesse sistema, a válvula W deve ser aberta para permitir a entrada de gás, sempre que duas ou mais válvulas de saída estiverem abertas, ou quando a pressão no interior do tanque estiver abaixo do mínimo desejado.

Qual é o circuito digital que deve ser usado para produzir o sinal de comando da válvula W?


                                    

A Figura a seguir apresenta um circuito, no qual o diodo D₁ é ideal, e o gráfico da evolução no tempo da tensão entregue pela fonte V_S desse circuito.

                                

Qual é a correspondente forma de onda da corrente i_D no diodo?

A Figura abaixo apresenta um circuito no qual o transistor bipolar Q₁ é utilizado para controlar a potência dissipada pelo resistor de carga R_L , e o gráfico com a evolução no tempo da tensão de controle V_CTRL .

                            

Considere que o transistor Q₁ apresenta parâmetro β = 80, |V_BE| = 0,7 V quando conduzindo corrente elétrica e |V_CE| = 0,2 V quando operando em saturação.

Dessa forma, a potência média, em watts, dissipada pelo resistor de carga R_L é