Av1 - Materiais Elétricos

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Avaliação: MATERIAIS ELÉTRICOS 
Tipo de Avaliação: AV1 
Aluno: 
 Professor: Turma: 
Nota da Prova: 10,0 de 10,0 Nota do Trab.: Nota de Partic.: Data: 11/04/2017 10:52:44 
 
 
Entre as diversas propriedades físicas associadas ao comportamento elétrico de um material, existe a resistividade, que é uma 
propriedade física intensiva, ou seja, não depende da geometria e nem da quantidade de massa apresentada pelo material. 
Matematicamente, a resistividade, r, está relacionada a resistência R do material através da relação r = R.A/l, onde A é a área da 
seção reta e l é o comprimento do material condutor, como ilustrado na figura a seguir. 
 
 
 
 
 Considerando-se que houve necessidade de estirar (esticar) o condutor, o que triplicou o seu comprimento e reduziu a sua área 
a um quarto da original, assinale entre as respostas a seguir aquela que melhor representa a nova resistência do condutor em 
função da resistência anterior R. 
12R. 
8R. 
0,67R. 2,5R. 
0,75R. 
 
 
Deseja-se construir um resistor com resistência igual 12,5 mΩ. Para isso será u lizado um fio cilíndrico cuja 
resis vidade 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. 
 0,53 cm2 
 
0,72 cm2 
 
0,84 cm2 
 
0,65 cm2 
 
0,97 cm2 
 
 
 1 a Questão ( Ref.: 201407207799) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 2 a Questão ( Ref.: 201407147177) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 3 a Questão ( Ref.: 201407148635) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 
 
Um pedaço de fio de alumínio tem resistência de 2 W. Se pedaço de fio de cobre tem a mesmas dimensões do fio de 
alumínio, qual será sua resistência? 
r alunínio = 2,825 x 10 -6 W.cm à 20 ºC 
r cobre = 1,723 x 10 -6 W.cm à 20 ºC 
 b) R = 1,22 Ω 
 e) R = 2,83 Ω 
 a) R = 3,28 Ω 
 d) R = 0,122 Ω 
 c) R = 0,328 Ω 
 
 
O Silício é o elemento chave na indústria voltada a microeletrônica. Em substratos de Silício são montados microcircuitos com 
uma infinidade de componentes, observáveis as vezes somente em microscópios eletrônicos. Entre as opções a seguir, determine 
a que melhor representa somente conceitos corretos. 
 Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas; já os semicondutores extrínsecos são aqueles que 
apresentam impurezas. 
 
 
 Os semicondutores do tipo-p são aqueles obtidos através da inserção de impurezas de menor valência na matriz cristalina 
composta pelo elemento principal, como, por exemplo o Fósforo (P+5) na matriz de Silício (Si+4). 
 Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos, sendo vetada a 
presença de qualquer impureza no sistema. 
 Os semicondutores do tipo-n são aqueles obtidos através da inserção de impurezas de maior valência na matriz cristalina 
composta pelo elemento principal, como, por exemplo o Boro (B+3) na matriz de Silício (Si+4). 
 A obtenção de um semicondutor intrínseco exige técnicas de purificação de difícil execução denominadas dopagem. 
 
 
 
Do ponto de vista tecnológico, a fabricação de transistores a partir de semicondutores dopados, foi estrategicamente decisivo 
para a evolução da eletrônica moderna. Os primeiros transistores apresentavam desempenho insatisfatório devido a impurezas 
como o Ouro e o Cobre, devido às precárias técnicas de refinamento da década de 1950. Foi somente em 1954, que um 
pesquisador da Bell Laboratories, William G. Pfann, engenheiro metalúrgico, desenvolveu um método adequado para a requerida 
purificação destes materiais (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism , Burnby Library, Connecticut, 
Norwalk, 1972, Chapter 17). Com relação aos semicondutores, é possível afirmar que: 
A concentração de impurezas determina se um semicondutor é extrínseco do tipo-n ou extrínseco do tipo-
p. 
A resistividade do semicondutor aumenta com a concentração de impurezas. 
A temperatura não altera as propriedades elétricas dos semicondutores. 
Qualquer impureza oriunda de elementos de boa qualidade servem para dopar semicondutores. Os 
semicondutores intrínsecos possuem impurezas que acrescentam portadores de carga negativas ou 
portadores de carga positivas. 
 
 
A resistividade de um material varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a mesma obedece a 
expressão r=r0+aT, onde r0 e a ao constantes. Para variações maiores de temperatura, a expressão da resistividade pode assumir 
a forma r=r0+ bT+aT2 , onde r0 , b e a são constantes. 
Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura 
no último caso citado. 
 
 4 a Questão ( Ref.: 201407207822) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 5 a Questão ( Ref.: 201407207842) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 6 a Questão ( Ref.: 201407207840) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 
 
Hipérbole. 
Círculo. 
Elipse. 
Reta. 
Parábola. 
 
 
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 Fischer. 
Efeito Hall. 
Efeito Joule. 
 
 
A quantidade de buracos e elétrons em um semicondutor é uma função da temperatura a que este é submetido. Baseado 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% (CALLISTER, WILLIAM D. 
Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). 
 
 
 7 a Questão ( Ref.: 201407207887) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 8 a Questão ( Ref.: 201407207847) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
Baseado no gráfico, podemos afirmar que: 
 
 A condutividade elétrica do semicondutor intrínseco aumenta acentuadamente com o aumento da temperatura. 
 
As condutividades elétricas dos semicondutores extrínsecos e intrínsecos nunca se igualam. A 
uma dada temperatura, quanto menor a concentração de Boro, maior será a condutividade do 
semicondutor. 
 A 400oC aproximadamente, as condutividades elétricas dos semicondutores extrínsecos se 
igualam. A condutividade elétrica do semicondutor intrínseco diminui acentuadamente com o 
aumento da temperatura. 
 
 
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. 
 
 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 condutividade elétrica de um dielétrico deve ser alta, uma vez que deve haver condução de carga em 
seu interior. 
 A resistividade de um material dielétrico é da mesma ordem de grandeza que a resistividade de ummaterial condutor. 
 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. 
 
 
 
 9 a Questão ( Ref.: 201407207915) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 10 a Questão ( Ref.: 201407207920) Pontos: 1 , 0 / 1 , 0 
 
 
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 opção correta 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 / V 
C=Q´/V. Q0 = C. V 
0. 
C=(Q0 + Q´) / V 
Período de não visualização da prova: desde 20/03/2017 até 24/05/2017.