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1a Questão (Ref.: Deseja-se construir um resistor com resistência igual 12,5 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 44 x 10-6 Ω.cm e comprimento igual a 1,5 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio. 0,97 cm2 0,84 cm2 0,72 cm2 0,53 cm2 0,65 cm2 2a Questão (Ref.: Como conhecedores da moderna teoria que rege os fenômenos elétricos, devemos diferenciar os conceitos de resistividade elétrica e resistência elétrica. Com relação aos conceitos anteriores, PODEMOS afirmar: Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas NÃO variam com a temperatura do condutor. Somente resistividade elétrica varia com a temperatura. A resistência elétrica quando varia com a temperatura o faz de forma linear. Somente resistência elétrica varia com a temperatura. Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas variam com a temperatura do condutor. 3a Questão (Ref Deseja-se construir um resistor com resistência igual 1,25 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 2,6 x 10-6 Ω.cm e comprimento igual a 1,3 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio. 0,23 cm2 0,25 cm2 0,19 cm2 0,21 cm2 0,27 cm2 4a Questão (Ref.: 201201878472) Deseja-se construir um resistor com resistência igual 1,25 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 44 x 10-6 Ω.cm e cuja área da seção reta é igual a 0,38 mm2. Determine o valor do comprimento deste fio. 0,41 cm 0,21 cm 0,31 cm 0,01cm 0,11 cm 5a Questão (Ref.: 201201878450) Na temperatura de 25oC mediu-se o valor da resistência de um resistor e obteve-se 12,2 Ω. O material do qual é feito o resistor apresenta um coeficiente de temperatura igual a 0,0042 oC-1. Determine o valor da nova resistência na temperatura de 60oC. 11,65 ohms 15,82 ohms 4,36 ohms 13,99 ohms 9,23 ohms 6a Questão (Ref.: 201201878467) Deseja-se construir um resistor com resistência igual 125 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 89,1 x 10-6 Ω.cm e comprimento igual a 1,3 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio. 2,09 cm2 4,09 cm2 0,09 cm2 1,09 cm2 3,09 cm2 1a Questão (Ref.: 201202020098) Existem na teoria diversos processos de fabricação de semicondutores, tanto do tipo p quanto do tipo n. Quando assumimos teoricamente a possibilidade de inserir átomos de Arsênio, cuja valência é 5, As+5, em uma matriz de Silício, cuja valência é 4, Si+4, promovemos o surgimento de "buracos" na estrutura cristalina. Baseado nestas informações, escolha a opção que apresenta um elemento que poderia substituir o Arsênio neste processo. Ge+5 P+5 O-2 Na+ Be+2 2a Questão (Ref.: 201201939178) A concentração de elementos dopantes é um parâmetro essencial na fabricação de semicondutores extrínsecos. Identifique, entre as opções a seguir, aquela que identifica um fenômeno físico que pode fornecer esta informação. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Efeito Tcherenkov. Lei de Ohm. Efeito Joule. Efeito Fischer. Efeito Hall. 3a Questão (Ref.: 201201865444) Qual é a principal característica dos materiais semicondutores? São somente condutores São condutores e isolantes. São somente supercondutores. São somente isolantes Não são condutores e isolantes. 4a Questão (Ref.: 201201939146) Alguns componentes eletrônicos fazem uso de semicondutores extrínsecos e intrínsecos conjuntamente, sendo necessário que na temperatura de trabalho, o semicondutor intrínseco possua condutividade inferior a condutividade do extrínseco. No gráfico a seguir, no qual no eixo horizontal tem-se temperatura (oC e K) e no eixo vertical tem-se a condutividade elétrica (ohm.m) -1, podem-se observar curvas de evolução da condutividade de um semicondutor intrínseco de Silício, denominado no gráfico de intrinsic, e de dois semicondutores extrínsecos com concentrações de Boro de 0,0052% e 0,0013%. Baseado nestas informações, marque a opção correta. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Baseado no gráfico, podemos afirmar que: A temperatura de 100oC, o componente eletrônico montado com os condutores intrínseco e extrínseco provavelmente apresentará problemas referentes a condutividade. Em nenhuma temperatura exposta no gráfico, haverá problemas de inversão de condutividade elétrica. A temperatura de 100oC, o componente eletrônico montado com os condutores intrínseco e extrínseco provavelmente funcionará sem problemas referentes a condutividade. A temperatura de 100oC, o componente eletrônico terá que ser montado utilizando-se somente os condutores extrínsecos mostrados no gráfico. A partir das informações expostas no gráfico, percebe-se que em todas as temperaturas a condutividade elétrica do semicondutor intrínseco é superior a dos semicondutores extrínsecos. 5a Questão (Ref.: 201201939157) O tipo de carga predominante e a concentração das mesmas em um semicondutor (elétrons ou buracos) pode ser determinada através de um experimento chamado Efeito Hall. Deste experimento, obtém-se a constante de Hall, RH, que, por sua vez, está relacionada a n, quantidade de elétrons por m3 do semicondutor, por n=(RH I e I)-1, onde l e l =1,6.10 -19C. Considerando-se um corpo de prova feito de Alumínio, com RH=-3,16 . 10 -11, determine a quantidade aproximada de portadores de carga (em módulo) por m3. 2,0 1029. 1,5 . 1026 20 . 1015 20 . 1030 1,5 . 1025 6a Questão (Ref.: 201202025270) O século XX foi marcado por inúmeros avanços tecnológicos, entre os quais os advento dos semicondutores extrínsecos, essenciais na fabricação de microcomponentes eletrônicos. Uma das técnicas de produção desses semicondutores é a eletro inserção de átomos de valências diferentes de +4 na matriz do Silício. Considerando a exposição anterior, PODEMOS afirmar que. a inserção de átomos de Fósforo na matriz de Silício origina um condutor extrínseco tipo n. a inserção de átomos de Fósforo na matriz de Silício não origina um condutor extrínseco. a inserção de átomos de Fósforo na matriz de Silício origina um condutor extrínseco tipo p. a inserção de átomos de Fósforo na matriz de Silício origina um condutor extrínseco com "buracos". a inserção de átomos de Boro na matriz de Silício origina um condutor extrínseco tipo n. Capacitância é uma grandeza física associada a dispositivos denominados de capacitores e que possuem a finalidade de armazenar carga. Do ponto de vista quantitativo, define-se capacitância, C, de um capacitor como a razão entre a sua carga, Q, e a diferença de potencial, V, ao qual o mesmo está submetido, ou seja, C=Q/V. No sistema internacional de unidades (SI), a capacitância é medida em Farad (F). Considerando o exposto, determine a opção correta. Um capacitor que tenha acumulado uma carga de 0,010C e que possui capacitância igual a 2Festá submetido a uma diferença de potencial igual a submetido a 0,05V Dois capacitores idênticos submetidos respectivamente a diferenças de potencial iguais a 2V e V/2 terão 2C e 1C de carga respectivamente. Um capacitor que possui capacitância igual a 0,06F e está submetido a uma diferença de potencial igual a submetido a 2V acumula uma carga de 0,003C. Um capacitor submetido a 120V e que tenha acumulado uma carga de 0,008C possui capacitância igual a 0,00007 F. A capacitância do capacitor sempre varia com a corrente elétrica do circuito, como mostra a expressão C=Q/V. 2a Questão (Ref.: 201201877213) Um condutor de cobre com seção reta circular, 12 metros de comprimento e raio de 1,5 mm é percorrido por um acorrente de 2,2 A. Determine a diferença de potencial sobre este condutor. Considere a condutividade do cobre igual a 5,8 x 107 S/m. 640 mV 6,4 V 1,2 V 120 mV 64 mV 3a Questão (Ref.: 201201939179) A resistividade de um material expressa a resistência que este apresenta a passagem de correta elétrica. Apesar de estar relacionada a resistência elétrica R através da expressão =R.A/l, é uma constante do material e não varia com A (área da seção reta do condutor no formato cilíndrico) e nem l (comprimento do condutor), ou seja, quando aumentamos o comprimento, a resistência aumenta e quando aumentamos a área da seção reta, a resistência diminui, mantendo, desta forma, a resistividade constante. A resistividade varia, no entanto, com a temperatura do condutor. Considerando o exposto, marque a opção correta. À medida que um condutor tende para o estado de condutor perfeito, sua resistividade tende à zero. Quanto maior o comprimento de um fio isolante, maior é a sua resistividade. Nada podemos afirmar sobre a resistividade do isolante sem conhecer suas dimensões. À medida que um isolante tende para o estado de isolante perfeito, sua resistividade tende à zero. A resistividade elétrica de um material isolante é a mesma na terra, a 30oC,ou no Pólo Norte, a -30oC, pois é uma constante e depende apenas da natureza do mesmo. 4a Questão (Ref.: 201201939205) Em uma experiência típica envolvendo eletricidade, consideram-se dois corpos, 1 e 2, suspensos por fios isolantes, aos quais foram fornecidas cargas elétricas iguais. Observa-se que o corpo 1 adquire carga em toda a sua superfície, enquanto o corpo 2 mantém a carga concentrada no ponto de carregamento. Considerando as informações, escolha a alternativa correta: O corpo 1 trata-se de um isolante elétrico, enquanto o corpo 2 é um condutor elétrico. Uma explicação para tal fenômeno é que no corpo 1, as cargas possuem liberdade de movimentação, enquanto no corpo 2, isso não ocorre. Provavelmente 1 e 2 são semicondutores. Provavelmente tanto o material 1 como o 2 são cerâmicos. A diferença entre um condutor e um isolante é que o primeiro pode ser carregado 5a Questão (Ref.: 201201939211) Capacitores são dispositivos projetados para armazenar carga elétrica e que tem esta capacidade ampliada quando inserimos entre suas placas um material dielétrico, como mostrado na figura a seguir. Considerando-se que a capacitância, C, de um capacitor é a razão entre a sua carga, Q, e a diferença de potencial, V, ao qual o mesmo está submetido, ou seja, C=Q/V, assinale a opçãocorreta que fornece a capacitância do capacitor mostrado na figura. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). C=(Q0 + Q´) / V Q0 = C. V 0. C=Q0 / V C=Q´/V. 6a Questão (Ref.: 201201939206) Capacitor é um sistema composto por dois condutores (chamados de armaduras ou de placas) separados por um dielétrico (isolante). Considera-se, de forma simplificada, que a carga deste sistema quando submetido a uma diferença de potencial é a carga em módulo de uma das placas, ou seja, se uma placa tem carga +Q e a outra possui carga ¿Q, dizemos que o capacitor tem carga Q. Considerando o exposto, indique a opção correta. A condutividade elétrica de um dielétrico deve ser alta, uma vez que deve haver condução de carga em seu interior. Um sistema constituído por duas placas condutoras paralelas submetidas a uma diferença de potencial e com vácuo entre elas não pode ser considerado um capacitor. A borracha, o cerâmico genérico e o aço inoxidável são elementos tipicamente encontrados como dielétricos. Em um sistema constituído de uma pessoa (o corpo é um condutor) sobre uma prancha de madeira que se encontra sobre um terreno (condutor), podemos dizer que se poderia formar um capacitor onde a pessoa e a terra seriam as armaduras do capacitor e a prancha seria o dielétrico. A resistividade de um material dielétrico é da mesma ordem de grandeza que a resistividade de um material condutor. Em meados do século XX, materiais denominados de semicondutores foram desenvolvidos e fabricados em escala industrial, permitindo uma enorme evolução no âmbito da eletrônica de utensílios eletrodomésticos. A condutividade do semicondutor resultante da dopagem (incorporação de outro elemento em sua rede cristalina) é dada por=p.I e I.h, onde p é a concentração de buracos por metro cúbico, I e I é o módulo da carga do elétron, dado por 1,6.10-19C, e .h é mobilidade dos buracos. Baseado nas informações anteriores, calcule a condutividade do semicondutor de Silício resultante da dopagem com 5.1022/m3 átomos de Boro, considerando h = 0,05m2/V.s Quest.: 1 200 (ohm.m) -1 4 (ohm.m) -1 100 (ohm.m) -1 50 (ohm.m) -1 400 (ohm.m) -1 2. Materiais cristalinos são aqueles que apresentam em sua microestrutura uma ordenação atômica, podendo manifestar diversos padrões como o cúbico de corpo centrado (CCC) ou cúbico de face centrada (CFC). Quando um campo elétrico é estabelecido através de uma estrutura cristalina, os elétrons sofrem espalhamento, executando movimentos não retilíneos. Para descrever a velocidade desenvolvida por estas partículas no condutor, criou-se o conceito de velocidade de deslocamento, em Inglês, drift velocity, cuja melhor expressão é dada por: Quest.: 2 v=E.e v=s/t V=R.i V=N.i.IpI.h =W.A/l 3. Na Física, distingue-se entre propriedades extensivas e propriedades intensivas. As primeiras são uma função da geometria e da quantidade de massa do corpo, enquanto as outras, não. A resistividade e a condutividade elétricas são propriedades físicas intensivas da matéria, ou seja, não dependem da quantidade e da geometria do material em questão; porem, são afetadas por alguns fatores. Entre as opções a seguir, determine que fatores influenciam a resistividade e a condutividade elétrica de um condutor: Quest.: 3 Volume, comprimento do condutor e impurezas. Temperatura, comprimento do condutor e pressão. Deformação mecânica, volume e pressão atmosférica. Temperatura, pressão e impurezas. Temperatura, impureza e deformação mecânica. 4. Deseja-se construir um resistor com resistência igual 1,25 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm2 e comprimento igual a 10 mm. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. Quest.: 4 4,75 x 10-6 Ω.cm 3,21 x 10-6 Ω.cm6,45 x 10-6 Ω.cm 3,95 x 10-6 Ω.cm 7,81 x 10-6 Ω.cm 5. Devemos atentar para o fato de que resistividade elétrica e resistência elétrica são conceitos relacionados porém diferentes. O primeiro revela uma propriedade intensiva do material, não variando com a quantidade de massa e nem com a geometria do material em questão. Já a resistência elétrica de um material varia com a sua geometria e consequentemente com a quantidade do mesmo. Considerando o exposto, marque a opção CORRETA. Quest.: 5 Podemos estimar a resistência elétrica de um material conhecendo-se sua resistividade elétrica e a massa que o compõe. Nada podemos afirmar sobre a resistividade do isolante sem conhecer suas dimensões. À medida que um isolante tende para o estado de isolante perfeito, sua resistividade pode ser considerada infinita. À medida que um condutor tende para o estado de condutor perfeito, sua resistividade tende ao infinito. Quanto maior o comprimento de um fio isolante, maior é a sua resistividade. 6. Deseja-se construir um resistor com resistência igual 12,5 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 2,6 x 10-6 Ω.cm e cuja área da seção reta é igual a 0,38 mm2. Determine o valor do comprimento deste fio. Quest.: 6 15,26 cm 18,27 cm 19,12 cm 16,24 cm 20,15 cm
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