Matemática — Cálculo Múltipla Escolha

Tendo como base o circuito de compensador do tipo proporcional-derivativo, a alternativa que corresponde à função de transferência Eo(s)/Ei(s), é:

Tendo como base o circuito de compensador do tipo proporcional-derivativo, a alternativa que corresponde à função de transferência Eo(s)/Ei(s), é:

  1. R1 * R1C1s + 1 / R2
  2. -R2 * R2C1s + 1 / R1
  3. R1 * R1C1s + 1 / R2

Resolução completa

Explicação passo a passo

B
Alternativa B

Alternativa B

Para encontrar a função de transferência E_o(s)/E_i(s) do circuito apresentado, devemos analisar a configuração do amplificador operacional e as impedâncias envolvidas.

Análise do Circuito

  1. Configuração do Amplificador: O circuito mostra o sinal de entrada conectado ao terminal inversor (-) e o terminal não-inversor (+) aterrado. Isso caracteriza um Amplificador Operacional Inversor.
  2. Fórmula Geral: Para este arranjo, a função de transferência é dada pela razão negativa entre a impedância de realimentação (Z_f) e a impedância de entrada (Z_{in}):
    \frac{E_o(s)}{E_i(s)} = -\frac{Z_f}{Z_{in}}

Cálculo das Impedâncias

  • Impedância de Realimentação (Z_f): Representada pelo resistor R_2.
    Z_f = R_2
  • Impedância de Entrada (Z_{in}): Representada pela associação em paralelo entre o resistor R_1 e o capacitor C_1.
    Z_{in} = R_1 \parallel \frac{1}{sC_1} = \frac{R_1 \cdot \frac{1}{sC_1}}{R_1 + \frac{1}{sC_1}}
    Multiplicando numerador e denominador por sC_1:
    Z_{in} = \frac{R_1}{1 + s R_1 C_1}

Determinação da Função de Transferência

Substituindo Z_f e Z_{in} na fórmula principal:

\frac{E_o(s)}{E_i(s)} = -\frac{R_2}{\left( \frac{R_1}{1 + s R_1 C_1} \right)}

Invertendo a fração do denominador:

\frac{E_o(s)}{E_i(s)} = -\frac{R_2}{R_1} \cdot (1 + s R_1 C_1)

Reorganizando os termos dentro do parêntese (ordem padrão polinomial):

\frac{E_o(s)}{E_i(s)} = -\frac{R_2}{R_1} \cdot (R_1 C_1 s + 1)

Conclusão

A expressão calculada corresponde exatamente à estrutura apresentada na Alternativa B, onde o ganho é definido pela razão dos resistores e o termo dinâmico é dado pelo produto R_1 C_1.

  • Termo Proporcional: -\frac{R_2}{R_1}
  • Termo Derivativo: -\frac{R_2}{R_1} \cdot R_1 C_1 s

Portanto, a alternativa correta é a B.

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