Avaliação I - Eletrônica de Potênciapdf

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GABARITO | Avaliação I - Individual (Cod.:772533)
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Prova 52266556
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 8/2
Nota 8,00
Dentre os componentes utilizados em eletrônica de potência, podemos citar o SCR Figura (a) e o TRIAC Figura (b), onde se pode observar 
que TRIAC é a junção de dois SCR em antiparalelo, ou seja, com o gatilho em comum e os terminais anodo e catado invertidos.
Considerando os dois componentes, SCR e TRIAC, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( 
)
Na entrada em condução do SCR há a necessidade de um pulso no gatilho por um curto período e do TRIAC há necessidade da
continuidade do sinal para mantê-lo em condução.
( 
)
Para que seja mantida a condução, é necessário que a corrente elétrica que passa pelos terminais, Anodo e Catodo do SCR ou MT1 e
MT2 no caso do TRIAC, seja superior à corrente de manutenção do componente eletrônico.
( 
) O corte ou bloqueio da condução ocorre através da remoção da corrente elétrica que passa pelo dispositivo.
( 
)
A diferença entre o TRIAC e o SCR é que enquanto o TRIAC permite a condução de corrente elétrica somente em um sentido
(unidirecional), o SCR permite a condução em ambos os sentidos (bidirecional).
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - F - V.
B V - F - V - F.
C F - V - V - F.
D V - V - F - V.
Praticamente toda a energia dissipada na forma de calor está relacionada com a perda e, consequentemente, com o rendimento do conjunto. 
Além da geração de calor, a queda do rendimento afeta o desempenho dos circuitos eletrônicos chaveados. Em vista disso, analise as 
sentenças a seguir:
I- Perdas de potência na chave, além de significarem um baixo rendimento, proporcionam aquecimento térmico à região onde está colocado 
o componente eletrônico.
II- Alguns componentes eletrônicos mudam suas características de condutividade de acordo com a temperatura, como no caso dos diodos, 
cujo acréscimo de temperatura aumenta a queda de tensão.
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III- Placas eletrônicas podem possuir dissipadores de calor e ventilação forçada, comumente instalados em chaves semicondutoras para 
conseguir uma menor temperatura no material.
IV- Os dissipadores de calor não apenas ajudam a distribuir o calor pelo AR de forma a não degradar o componente nem interferir em 
dispositivos próximos, como também contribuem para o aumento do rendimento do sistema.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças II e III estão corretas.
B As sentenças I e III estão corretas.
C
As sentenças III e IV estão corretas.
 
D As sentenças I e II estão corretas.
O Silício era utilizado como base para o mercado de eletrônica mundial, entretanto, devido as suas limitações, um novo grupo de elementos 
e compostos entrou no foco da tecnologia de semicondutores de banda larga (WBS – wide band semiconductor). Os mais conhecidos são o 
Carboneto de Silício (Silicon Carbide – SiC), o Nitreto de Gálio (Gallium Nitride – GaN) e o Diamante. Sobre o exposto, avalie as asserções 
a seguir e a relação proposta entre elas:
I- Os semicondutores de banda larga destacam-se porque possuem um melhor rendimento em relação a perdas por comutação, devido a sua 
rapidez em mudança efetiva de estado em condução para bloqueio e vice-versa.
PORQUE
II- A mudança efetiva de estado em condução para bloqueio e vice-versa é possível devido a uma menor concentração de portadores 
intrínsecos, a um maior campo elétrico de ruptura, uma maior condutividade térmica e uma maior velocidade oriunda dos elétrons saturados.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
B A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
C As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.
D As asserções I e II são proposições falsas.
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A figura apresenta o circuito de disparo de SCR em uma carga resistiva R, em que VS; VG e VR representam a tensão de pico da fonte 
senoidal, a tensão no gatilho do SCR e a queda de tensão na carga R respectivamente. O valor da tensão RMS na carga R para esse circuito 
pode ser calculado pela equação:
Para o circuito e as informações apresentadas, analise as sentenças a seguir:
I- Para Vp de 300V e α = 60°, tem-se uma VR_rms = 134,541 V; Vp_rms = 212,132 V.
II- Para Vp de 311V e α = 40°, tem-se uma VR_rms = 148,268 V; Vp_rms = 219,910 V.
III- Para Vp de 300V e α = 45°, tem-se uma VR_rms = 130,056 V; Vp_rms = 205,061 V.
IV- Para Vp de 350V e α = 30°, tem-se uma VR_rms = 172,459 V; Vp_rms = 247,487 V.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças I e IV estão corretas.
B As sentenças I, II e IV estão corretas.
C As sentenças I e II estão corretas.
D As sentenças II e III estão corretas.
Existem dispositivos na eletrônica que são utilizados em chaveamento de alta frequência, de modo a controlar a potência sobre uma carga 
por meio do PWM (modulação por largura de pulso).
Assinale a alternativa CORRETA que referencia alguns desses dispositivos:
A Retificadores Controlados por Tensão.
B Transistores de Porta Isolada: IGBTs e Tiristores de Efeito de Campo: JFETs, BI-FETs, MOSFETs.
C Diodos e Transistores Bipolares de Junção: BJTs.
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D Transistores de Desligamento por Porta: GTOs.
A fim de exemplificar a forma de onda de saída de um SCR ocasionada pelo disparo, utilizou-se o circuito onde há uma fonte de alimentação 
senoidal com frequência de 60Hz e amplitude de 311V, ou seja, 220V de tensão eficaz, a também um disparo controlado em α = 45º ( ) e 
uma resistência simbolizando uma carga. A figura a seguir apresenta as formas de onda obtidas no circuito descrito:
Considerando as formas de onda apresentadas, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( 
) A primeira forma de onda apresenta a tensão de alimentação com as características senoidais de amplitudes e frequência.
( 
)
Na segunda forma de onda é apresentada a tensão sobre a carga, observe que devido à característica bidirecional do SCR, é possível
apresentar cada semiciclo de forma independente.
( 
)
Na terceira forma de onda observa-se o pulso no gatilho. Ele ocorre de maneira rápida e sem continuidade, mas na mesma frequência da
rede, garantindo assim que sempre ele ocorra no mesmo ponto de operação.
( 
)
No segundo gráfico é possível observar que o semiciclo positivo é controlado através do gatilho, nesse caso, com ângulo de disparo α,
ou seja, somente a partir daquele ponto que a tensão positiva passa a ser entregue à carga.
( 
) O traçado em azul apresenta a relação de disparo, com início do bloqueio do SCR e ponto de referência na tensão de entrada.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - F - V - V.
B V - F - V - V - F.
C F - V - V - F - V.
D
V - V - F - V - F.
 
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Os semicondutores mudaram vastamente a área da eletrônica de potência. A demanda de semicondutores na indústria se tornou algo muito 
importante, pois várias áreas de tecnologia iriam ser afetadas se houvesse uma falta de semicondutores. Para atender a essa demanda, um 
Engenheiro Eletricista deve saber quais os dispositivos devem ser adquiridos. Com relação aos dispositivos semicondutores, associe os 
itens, utilizando o código a seguir:
I- Diodos.
II- Tiristores.
III- Transistores.
( ) São chaves eletrônicas não controladas, sendo assim, não utilizam um terminal de disparo.
( ) Podemos classificar em algumas categorias, como BJT, MOSFET, IGBT. 
( ) Possui um pino que possui a função de colocar o dispositivo em condução ou em bloqueio, chamado de gatilho.
Assinale a alternativa que apresentaa sequência CORRETA:
A I - II - III.
B I - III - II.
C II - I - III.
D III - II - I.
Um aspecto importante na introdução e popularização do transistor bipolar como elemento chaveador em substituição aos tiristores, foi a 
possibilidade de ampliação das frequências de comutação, sem perda de eficiência, e assim, a redução do volume dos elementos 
magnetizantes do circuito. A figura a seguir mostra transistor polarizado e operando como chave e sua devida reta de carga.
Considerando o uso dos transistores bipolares, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) O ponto quiescente ou ponto Q estabelece a região de operação do transistor sobre a reta de carga.
( ) Os valores assumidos por Q para os sistemas de potência, quando na saturação será igual a VCC/RC, e no caso do corte será idêntico a 
VCE, assim a linha traçada entre estes dois pontos é a reta de carga do transistor.
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( ) A corrente IB, corrente na base do transistor, determina o estado de operação do dispositivo, define se o transistor estará em corte ou em 
saturação.
( ) A análise do ponto de operação do transistor BJT será a partir da curva Ic x VCC.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
A F - V - F - V.
B V - F - V - F.
C V - V - F - V.
D F - V - V - F.
Ao longo dos anos, observa-se a evolução das buscas por melhores eficiências para os semicondutores, pela melhoria das suas características 
principais. Investimentos em novas tecnologias de manufatura são feitos com o intuito de se explorar melhor os processos de fabricação. Se 
tratando das características físicas dos semicondutores, de forma a observar a evolução ao longo de buscas por melhores eficiências, avalie 
as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I- A redução da banda de energia Eg diminui a sensibilidade à temperatura.
PORQUE
II- Essa sensibilidade é devido ao aumento da energia necessária para o elétron sair da banda de valência para banda de condução.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa da I.
B As asserções I e II são proposições falsas.
C As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
D A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
As perdas de potência na chave, além de significarem um baixo rendimento, proporcionam aquecimento térmico à região onde está colocado 
o componente eletrônico. Com isso, vale ressaltar que alguns componentes eletrônicos mudam suas características de condutividade de 
acordo com a temperatura, como no caso dos diodos, em que o acréscimo de temperatura reduz a queda de tensão. Sobre o comportamento 
térmico das chaves semicondutoras, analise as sentenças a seguir:
I- Dissipadores de calor são uma proteção contra o desgaste térmico dos componentes e consequentemente contribuem para o aumento do 
rendimento do sistema.
II- Chaves condutoras possuem comumente dissipadores de calor e ventilação forçada.
III- Nos transistores de silício, pode ser observado que, conforme a temperatura aumenta, a potência máxima do dispositivo também 
aumenta.
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IV- A temperatura de encapsulamento está diretamente relacionada com a potência do circuito.
Assinale a alternativa CORRETA:
A As sentenças II e III estão corretas.
B As sentenças II e IV estão corretas.
C As sentenças I e IV estão corretas.
D As sentenças I e III estão corretas.
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