materiais eletroeletronicos

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Assunto 1
Assinale a alternativa que indica a resistência de um condutor elétrico
cilíndrico de 2 m de comprimento, 50 cm de diâmetro e resistividade 1.10-7: 
Com relação à classificação dos materiais condutores, assinale a alternativa
CORRETA:
Os materiais condutores são classificados em dois grandes grupos: materiais de
elevada condutividade e materiais de elevada resistividade, sendo os materiais de
elevada condutividade destinados às aplicações que a corrente elétrica deve circular
com as menores perdas possíveis ou de elementos que dão origem a outra forma
de energia através da transformação da energia elétrica.
Com relação à aplicação dos materiais condutores, relacione as colunas e
assinale a alternativa CORRETA:
I – Cobre a – Fios de solda
II – Alumínio b – Cabos aéreos em linha de transmissão
III - Tungstênio c – Termopares
IV - Estanho d – Filamento de lâmpadas
V - Platina e – Instalações elétricas domésticas e urbanas
I-e, II-b, III-d, IV-a, V-c.
Com relação à condutividade elétrica dos materiais, assinale a alternativa
CORRETA:
Quanto maior a condutividade elétrica de um material, mais fácil é o transporte de
energia elétrica.
Considerando a resistência de 20 Ω de um material condutor a 20 ºC, e
coeficiente de temperatura 0,004. Assinale a alternativa que indica a
resistência desse material a 50 ºC: 
22,4 Ω.
Assunto 2
Sabe-se que a polarização é uma propriedade fundamental dos dielétricos.
Assinale a alternativa que melhor define o conceito de polarização dielétrica.
A polarização é um deslocamento reversível dos centros das cargas positivas e
negativas na direção de um campo elétrico externo aplicado, em que a direção
desse deslocamento tende a acompanhar a orientação do campo elétrico.
Sobre a rigidez dielétrica, assinale a alternativa correta.
A rigidez dielétrica é o valor limite de tensão aplicada que o material dielétrico pode
suportar sem perder suas características de isolante elétrico.
Considere um material com uma constante dielétrica de 8, posicionado entre
as placas de um capacitor de capacitância 5pF, sendo aplicado 12 volts em
seus terminais.
Assinale a alternativa que indica a carga do capacitor se o dielétrico fosse o
vácuo.
7,5pC.
Quanto à classificação dos materiais isolantes, é correto afirmar que:
Os materiais isolantes podem ser classificados em duas formas, sendo a primeira
quanto à natureza dos materiais e a segunda quanto à capacidade térmica destes.
Os materiais isolantes são utilizados em diversas áreas da Engenharia.
Assinale a alternativa que relaciona corretamente as colunas dos materiais de
acordo com a sua aplicação.
I-e, II-b, III-d, IV-a, V-c.
Assunto 3
Com relação à estrutura de bandas dos materiais, qual é a principal
característica dos materiais condutores, isolantes e semicondutores?
Nos materiais condutores há uma superposição das bandas mais externas, nos
isolantes, o espaçamento entre as bandas é relativamente grande (maior que 2 eV),
no entanto, nos semicondutores, esse espaçamento é relativamente pequeno
(menor que 2 eV).
Com relação à classificação dos materiais semicondutores, assinale a
alternativa correta:
Os materiais semicondutores são classificados em dois tipos: intrínsecos e
extrínsecos. Os intrínsecos são aqueles nos quais o comportamento elétrico tem por
base a estrutura eletrônica inerente ao metal puro. No entanto, nos extrínsecos, as
características elétricas são ditadas pelos átomos de impurezas.
Considere um elemento semicondutor intrínseco, com uma concentração
intrínseca de 8,05.1018 m-3, mobilidade dos elétrons de 0,3 m²/V.s e
mobilidade dos buracos de 0,05 m²/V.s. Assinale a alternativa que indica sua
condutividade elétrica:
0,45 (Ω.m)-1 .
Com relação aos semicondutores extrínsecos do tipo n, assinale a alternativa
CORRETA:
Nos semicondutores tipo n, um átomo de impureza com valência 5 é adicionado e,
após sua ligação com seus átomos vizinhos, um elétron sobra e fica fracamente
preso à região em torno do átomo de impureza. Logo, ele é removido facilmente do
átomo de impureza, tornando-se um elétron livre. Os elétrons são os portadores
majoritários e os buracos são os portadores de carga minoritários. O nível de Fermi
é deslocado para cima no espaçamento entre bandas, até a vizinhança do estado
doador.
Para um semicondutor extrínseco tipo n, com condutividade elétrica de 60
(Ω.m)-1 e concentração de elétrons de 1,05.1021 m-3, calcule a mobilidade
eletrônica desse material:
0,357 m²/V.s.
Assunto 4
Considere um termopar com coeficiente de Seebeck de α=20×10-6 V/K. A
temperatura da junção fria é de 25 ºC e a diferença de tensão medida é de 10
mV. Calcule a temperatura da junção quente e assinale a alternativa
correspondente.
525,0 ºC
Com relação ao efeito Seebeck, assinale a alternativa correta.
Quando as junções de dois metais diferentes são expostas a temperaturas
diferentes, uma força eletromotriz é gerada, induzindo uma corrente elétrica no
circuito. Esse fenômeno é chamado de efeito Seebeck.
Com relação ao efeito Hall, assinale a alternativa correta.
O efeito Hall é resultado do fenômeno pelo qual um campo magnético é aplicado
perpendicularmente à direção da corrente elétrica, que é induzida pelo movimento
dos portadores de carga para os extremos do material envolvido, gerando uma
tensão elétrica, denominada voltagem de Hall.
Considere uma amostra de um material condutor, com condutividade elétrica
de 5.107 (Ω.m)-1 e mobilidade eletrônica de 0,05 m²/V.s. Calcule o coeficiente
de Hall desse material.
Marque a alternativa correta sobre as aplicações do efeito Seebeck e do efeito
Hall.
A principal aplicação do efeito Seebeck é na fabricação de termopares, os quais são
utilizados principalmente em indústrias. Já uma das principais aplicações do efeito
Hall é nos sensores de campo magnético, muito aplicados também em indústrias,
como sensores de posição.
Assunto 5
Assinale a alternativa cujos exemplos correspondam a materiais
ferroelétricos:
Ferro e níquel.
A susceptibilidade magnética permite classificar os materiais em termos das
suas propriedades magnéticas. Assinale a alternativa em que NÃO
consideramos um tipo de magnetismo:
Material magnético duro.
Assinale a alternativa INCORRETA a respeito dos materiais magnéticos moles
e duros:
Material magnético duro é facilmente magnetizado.
Assinale a alternativa INCORRETA a respeito dos materiais ferrimagnéticos:
Ocorre em materiais metálicos com momento magnético na ausência de campo
externo.
Assinale a alternativa que NÃO corresponde a um material considerado
diamagnético.
Alumínio.
Assunto 6
Considerando que a tensão de barreira dos diodos de junção PN apresentados
na figura possuem uma amplitude de 0,7V, qual será a amplitude mínima da
tensão da fonte VS para que exista corrente elétrica circulando sobre o
resistor R?
2,1V.
Considerando o fato do processo de dopagem de materiais semicondutores
ser essencial para a obtenção de um diodo de junção PN, qual será o efeito
sobre as características condutivas/isolantes dos materiais semicondutores
quando lacunas ou elétrons forem inseridos como portadores majoritários?
A inserção de lacunas aumenta a resistividade, e a inserção de elétrons aumenta a
condutividade do material semicondutor.
Sabendo que o circuito apresentado na figura a seguir possui uma fonte
senoidal cuja tensão de pico é da ordem de 180V…
...analise a tabela em que são apresentadas as tensões reversas de uma
família de diodos e identifique qual você poderá utilizar para a implementação
deste circuito.
D3, D4, D5, D6 e D7.
Considerando que o circuito apresentado na Figura A possui um diodo de
junção PN, com uma tensão de barreira 0,7V, uma resistência de 1Ω (R), e que
a fonte VS gera um sinal quadrado com amplitudes que variam entre -5 à 5V,
conforme apresentado na Figura B, como será a forma de onda da corrente
elétrica sobre o resistor R?
resposta
Considerando que o circuito apresentado na Figura 4 possui um diodo de
junção PN, com uma tensão debarreira 0,7V e uma tensão de ruptura de 40V,
indique em qual região da curva do diodo o dispositivo se encontrará quando
você aplicar, respectivamente, a tensões na fonte VS de -50V, -10V, 10V, 50V.
Região de ruptura, região inversa, região direta e região direta.
Assunto 7
O diodo é formado por processo de _________________, criando material tipo
_____ e tipo ______ no mesmo componente.
Dopagem, P e N.
O diodo tem analogia em seu funcionamento como válvula de
________________.
Retenção.
Em fontes de alimentação, qual a aplicação do diodo para transformar nível de
tensão alternada em contínua?
Retificador.
Transistores bipolares têm três terminais denominados:
Emissor, base e coletor.
Dado o circuito abaixo, temos dois componentes:
Diodo emissor e fototransistor.
Assunto 8
Descreva qual princípio rege o funcionamento dos materiais semicondutores
quando os elétrons recebem quantidades de energia e saem da camada de
valência para a camada de condução.
Essa alteração de camada tem origem no princípio da excitação térmica, visando
fazer com que a condutividade dos semicondutores varie até atingir a condutividade
semelhante aos metais.
Cite a principal técnica utilizada na criação dos materiais semicondutores, a
qual pretende alcançar alto grau de pureza, reduzindo, assim, os níveis de
impurezas presentes tanto no silício quanto como no germânio.
Sintetização.
O grafeno tem se mostrado disruptivo e forte candidato a substituir muitos
materiais no campo da eletrônica, dada sua condutividade a dois tipos de
semicondutores, quais são eles?
Silício e germânio.
Na nanotecnologia da criação de novos materiais eletrônicos, estruturas são
criadas no nível:
molecular e atômico.
Qual técnica é utilizada para transformar grafite em grafeno?
Esfoliação.