AV1 Materiais eletricos

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1a Questão (Ref.: 201409250032)
	Acerto: 0,0  / 1,0
	Em 1827, Georg Simon Ohm (1787-1854), professor da Universidade de Munique, publicou em artigo a relação que mais tarde levaria seu nome, a Lei de Ohm. Contudo, foi somente nas décadas seguintes que o estudo adquiriu relevância e gerou outros conceitos como a condutividade e a resistividade (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism . Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 4).
Entre as opções a seguir, determine a que melhor representa o conceito de resistividade:
		
	 
	V=R i.A/l
	
	V=N.i.E
	
	F=m.a
	
	P=U.i
	 
	V=R.i
		
	
	
	 2a Questão (Ref.: 201409870761)
	Acerto: 0,0  / 1,0
	Dado que duas linhas de transmissão de 200 km de uma mesma hidrelétrica, são construídas com cabos de alumínio e a outra com cabos de cobre recozido. Sem entrar em grandes discussões teóricas e considerando-se somente a resistividade do Alumínio (Al) e do Cobre (Cu), qual deverá ser a relação entre as seções retas dos dois tipos de cabos das linhas para que elas possuam a mesma capacidade de condução? Considere que: Al ► ρ = 0,0292 Ohm.mm²/m e Cu ► ρ = 0,0172 Ohm.mm²/m
		
	 
	A seção reta do cabo de cobre poderá ser 58,9% menor que a seção reta do cabo de alumínio.
	
	Os cabos de cobre e alumínio possuem a mesma capacidade de condução e portanto podem ser utilizados para esta aplicação.
	
	A seção reta do cabo de alumínio poderá ser 58,9% menor que a seção reta do cabo de cobre.
	 
	A seção reta do cabo de cobre poderá ser 58,9% da seção reta do cabo de alumínio.
	
	A seção reta do cabo de alumínio poderá ser 58,9% da seção reta do cabo de cobre.
		
	
	
	 3a Questão (Ref.: 201409250038)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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/m3átomos de Boro, considerando h = 0,05m2/V.s
 
		
	
	4 (ohm.m) -1
	
	200 (ohm.m) -1
 
	 
	400 (ohm.m) -1
 
	
	 4a Questão (Ref.: 201409250040)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Na fabricação de semicondutores, é comum a inserção de átomos com valência menor ou maior a dos átomos que constituem a matriz do semicondutor. Neste contexto, fabricam-se semicondutores de Silício do tipo-n são obtidos a partir da inserção de átomos de Fósforo, P, na rede cristalina do Silício; a este processo chamamos de dopagem. Como o Fósforo possui valência igual a 5, P+5, diz-se que esta inserção promove o surgimento de elétrons livres. Baseado nestas informações, marque a opção que apresenta um elemento que poderia substituir o Fósforo no processo de dopagem.
		
	 
	As+5
 
		
	
	 5a Questão (Ref.: 201409250547)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Além da forma vibracional que se propaga através da rede cristalina interligada, o calor pode também se manifestar através da vibração de elétrons. Isto ocorre, contudo, somente em relação aos elétrons livres e não relação aos eletros da banda de valência, uma vez que estes últimos encontram-se fortemente ligados aos átomos. Esta vibração dos elétrons (também é uma forma calor) contribui de maneira menos significativa para o aumento da capacidade térmica, mas pode alterar a corrente elétrica produzida por uma diferença de potencial, tornando a condução mais difícil.
Com relação a produção de calor, selecione a opção correta:
		
	
	A vibração da rede cristalina que compõe um material é essencial para a resistência a passagem de elétrons e a conseqüente produção de calor, principalmente a baixas temperaturas.
	 
	A presença de defeitos na rede atômica que compõe o material colabora para a produção de calor.
	
	A utilização de alumínio puro e sem impurezas na fabricação de um resistor aumenta a dissipação de calor, se comparado com um resistor de alumínio altamente encruado (deformado)
	
	
	 6a Questão (Ref.: 201409250071)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	A microeletrônica surgiu nas décadas de 40 e 50, com as técnicas de fabricação de semicondutores de altíssima pureza e dopados com elementos como o Fósforo e o Boro. Atualmente, percebe-se que o processo de miniaturização de componentes eletrônicos tem seus limites; partes dos semicondutores estão se tornando tão finas que estão perdendo as características previstas em projeto, ou seja, aquilo que deveria apresentar maior resistência elétrica, não está se comportando desta forma. A atual expectativa é que a incipiente nanotecnologia venha a suprir às necessidades de maior miniaturização.
Com relação aos semicondutores, é correto afirmar que:
		
	
	Semicondutores intrínsecos são aqueles que possuem impurezas.
	
	Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos de Silício
	
	A condutividade elétrica de um semicondutor expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente se o semicondutor for do tipo-p, ou seja, puro.
	
	Através do Efeito Hall determina-se que a mobilidade do elétron em um semicondutor submetido a uma diferença de potencial é próxima a velocidade da luz.
	 
	O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco.
	
	 7a Questão (Ref.: 201409250109)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Pode-se dizer sem medo de cometer um erro crasso que a indústria da microeletrônica se originou entre as décadas de 40 e 50 do século XX, quando foram criados os semicondutores intrínsecos de Silício, Gálio e Germânio e suas variações extrínsecas obtidas a partir da dopagem com elementos como o Boro e o Fósforo. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19).
Considerando a figura a seguir, escolha a opção correta.
 
 
 
		
	
	A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Germânio.
	
	A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-n.
	 
	A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Silício.
	
	A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Gálio
	
	A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-p.
		
	
	
	 8a Questão (Ref.: 201409250092)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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.
		
	
	20 . 1030
	
	1,5 . 1026
	
	1,5 . 1025
	
	20 . 1015
	 
	2,0 1029.
		
	 9a Questão (Ref.: 201409816590)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Alguns materiais apresentam uma grande resistência ao trânsito de elétrons, sendo denominados de isolantes. Estes materiais encontram grande aplicação, quando desejamos isolar o operador de máquinas que apresentam força eletromotriz do perigo de choques elétricos.
Entre os materiais a seguir relacionados, qual o que MELHOR poderia ser utilizado como isolante, considerando aspectos elétricos.  
	MaterialCondutividade (Ohm.m-1)
	Alumina
	5,5 x 10-13
	Concreto
	6,7 x 10-9
	Porcelana
	7,5 x 10-10
	Sílica fundida
	9,0 x 10-18
	Poliestireno
	8,4 x 10-14
		
	
	Poliestireno
	
	Alumina
	
	Concreto
	
	Porcelana
	 
	Sílica fundida
		
	
	 10a Questão (Ref.: 201409189415)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Deseja-se construir um capacitor de 1,2 nF utilizando-se duas placas paralelas espaçadas de 0,2 mm. O valor da constante dielétrica do material utilizado é 2,26. Determine a área de cada uma das placas a serem utilizadas.
		
	
	140 cm2
	
	180 cm2
	
	160 cm2
	
	100 cm2
	 
	120 cm2
	 1a Questão (Ref.: 201409330937)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Após completar a disciplina Materiais Elétricos, você compreende os parâmetros que determinam a resistência elétrica de um material. Desta forma, desejando aumentar a resistência elétrica de uma bobina em 20% através da diminuição da seção reta do condutor que a compõe (mantendo-se o comprimento do fio), expresse a diminuição porcentual da nova seção reta em relação a seção reta original.
		
	
	12%
	
	25%
	
	15%
	
	18%
	 
	16,7%
		
	
	 2a Questão (Ref.: 201409330970)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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:
		
	
	Somente resistência elétrica varia com a temperatura.
	
	Somente resistividade elétrica varia com a temperatura.
	
	A resistência elétrica quando varia com a temperatura o faz de forma linear.
	
	Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas NÃO variam com a temperatura do condutor.
	 
	Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas variam com a temperatura do condutor.
		
	 3a Questão (Ref.: 201409189406)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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.
		
	
	16,24 cm
	
	19,12 cm
	 
	18,27 cm
	
	15,26 cm
	
	20,15 cm
	 4a Questão (Ref.: 201409250051)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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:
		
	
	v=s/t
	
	=W.A/l
	 
	v=E.e
	
	V=R.i
	
	V=N.i.IpI.h
		
	 5a Questão (Ref.: 201409330949)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	A grande maioria dos metais são materiais cristalinos, ou seja, possuem seus átomos ¿dispostos¿ de forma periódica em uma rede tridimensional que se repete através de seu volume. Quando submetemos este tipo de material a um campo elétrico, os elétrons livres iniciam movimento orientado pela força elétrica que os compele. Baseado nestas informações, como denomina-se a velocidade desenvolvida essas partículas.
		
	
	Velocidade elétrica.
	 
	velocidade de deslocamento.
	
	Velocidade quântica.
	
	Velocidade hiperstática.
	
	Velocidade de arraste.
		
	 6a Questão (Ref.: 201409250473)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Polarização, como mostra a figura a seguir, é o alinhamento de momentos dipolares atômicos ou moleculares, permanentes ou induzidos, com um campo elétrico aplicado externamente. Das opções abaixo, indique aquela que não representa um tipo de polarização:
(CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19).
		
	
	De orientação.
	 
	Magnética.
	
	Eletrônica.
	
	Iônica.
	
	Eletrônica + iônica
	 7a Questão (Ref.: 201409816570)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Semicondutores, como a palavra sugere, podem apresentar comportamento condutor ou isolante, dependendo da temperatura de utilização, no caso de condutores intrínsecos. Entre os materiais mais utilizados com estas características, encontram-se o germânio, o silício e o arseneto de gálio. No intuito de entender o comportamento destes materiais, diversas teorias físicas foram criadas, introduzindo conceitos novos, como a mobilidade elétrica de elétrons, e, e de buracos, b.
Com relação ao conceito de mobilidade elétrica, assinale a opção CORRETA:
		
	
	e < b
	
	e = b
	 
	e > b
	
	e =2 b
	
	e =1/2 b
		
	
	 8a Questão (Ref.: 201409250090)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Dos componentes eletrônicos que sugiram entre 1940 e 1950, talvez o transistor seja o mais utilizado; consiste de um componente microeletrônico fabricado com semicondutores intrínsecos e extrínsecos e utilizado na amplificação de sinais, substituindo o seu precursor da era das válvulas, o triodo. Nos primeiros anos da década de 50, os transistores eram fabricados com Silício, Gálio e Germânio, sendo este último abandonado em decorrência do melhor desempenho atingido com os transistores de Silício.
Considerando que a mobilidade elétrica dos portadores de carga e a condutividade elétrica de um semicondutor estão relacionadas por =n.l e l.e, calcule a condutividade de um semicondutor de Silício dopado com 1023 átomos por m3 de Fósforo, sabendo-se que l e l =1,6.10 -19C e .e = 0,14m2/V.s.
		
	
	2.500 (ohm.m) -1
	
	1.500 (ohm.m) -1
	
	11,43 (ohm.m) -1
	 
	2.240 (ohm.m) -1
	 9a Questão (Ref.: 201409103333)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Um fio condutor de comprimento inicial l, apresenta a 25 graus Celsius , uma resistência R = 90 Ohm; corta-se um pedaço de 1 m de fio, e elevando-se a temperatura do fio restante para 75 graus Celsius, verifica-se que a resistência ôhmica do mesmo é de 100 W. Sabendo-se que o coeficiente de temperatura do material é de 4x10- 3 1/C , determine o comprimento inicial l do fio.
		
	 
	13,5 m
	
	10 m
	
	15 m
	
	12 m
	
	5 m
	 10a Questão (Ref.: 201409816591)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Ao projetarmos aparatos elétricos, devemos prever que existirão partes deste equipamento em que a condução elétrica é essencial e outras partes nas quais a condução não só é desnecessária, mas altamente inconveniente devido ao perigo de choque elétrico. Para excluir ou minimizar as possibilidades de descargas elétricas deletérias a vida, utilizam-se materiais isolantes como os polímeros e os cerâmicos, que possuem algumas propriedades características, entre as quais só NÃO podemos citar:
		
	
	Os polímeros são compostos de grandes cadeias moleculares, apresentando baixo ponto de fusão.
	
	Os cerâmicos existem em grande abundância na natureza, tendo como exemplos os nitretos e silicatos.
	
	Os polímeros apresentam grande facilidade de se ajustar aos formatos solicitados, devido a grande ductilidade.
	 
	Os cerâmicos são materiais capazes de absorver energia sem fragmentação fácil, apresentando baixa fragilidade.
	
	Os cerâmicos possuem não só baixa condutividade elétrica, mas também baixa condutividade térmica.
	 1a Questão (Ref.: 201409189404)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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.
		
	
	0,19 cm2
	
	0,21 cm2
	
	0,25 cm2
	 
	0,27 cm2
	
	0,23 cm22a Questão (Ref.: 201409336203)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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.
	
	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.
	
	Somente resistividade elétrica varia com a temperatura.
	 3a Questão (Ref.: 201409250050)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Um campo elétrico aplicado a um material condutor, motiva os elétrons a se movimentarem de forma ordenada, criando o que conhecemos como corrente elétrico.  Contudo, este deslocamento não é ordenado e muito menos retilíneo, mas sim com os elétrons sofrendo espalhamento em imperfeições microscópicas e na própria rede cristalina do condutor. O conceito que melhordescreve este fenômeno é:
		
	
	Supercondutividade elétrica.
	 
	Mobilidade elétrica.
	
	Condutividade elétrica.
	
	Resistividade elétrica.
	
	Resistência elétrica.
		
	 4a Questão (Ref.: 201409189405)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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 cuja área da seção reta é igual a 0,38 mm2. Determine o valor do comprimento deste fio.
		
	
	6,33cm
	
	4,33 cm
	 
	5,33 cm
	
	8,33 cm
	
	7,33 cm
		
	 5a Questão (Ref.: 201409098131)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	A planta de Geração Energética Brasileira é formada, em sua grande maioria, por usinas hidrelétricas espalhadas pelos quatro sistemas monitorados pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS). Devido a estas usinas estarem localizadas longe dos centros consumidores, a energia elétrica precisa ser transmitida através de linhas de transmissão. Você, como engenheiro do ONS, recebe a missão para calcular a resistência de uma linha de transmissão de 100 km de comprimento, composta por fios de cobre cuja secção transversal é igual a 500 mm2. Sabendo-se que a temperatura ambiente é igual a 20oC e que a resistividade do cobre nesta temperatura é igual a 1,7x10-8 Ω.m, qual alternativa abaixo indica o valor da resistência ôhmica da linha para uma temperatura de 80oC (Adotar na solução que o coeficiente de temperatura do cobre é igual a 3,9x10-3  oC-1).
		
	
	4,35 Ω
	 
	4,19 Ω
	 6a Questão (Ref.: 201409816573)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Em 1947, pesquisadores da "Bell Telephone Laboratories" obtiverem em laboratório um dispositivo amplificador a partir da imersão de uma placa de silício em uma solução alcalina. Um mês depois, introduziram na placa de silício, o germânio em quantidades pequenas, como impureza, melhorando ainda mais o desempenho do dispositivo. Estava iniciada a era dos semicondutores extrínsecos. A tecnologia criada nesta época originou materiais constituídos de uma matriz "pura" de um determinado elemento com pequeníssimas quantidades de impurezas de outro elemento, como, por exemplo, uma matriz de Si, que apresenta quatro elétrons em sua última camada, com átomos de P inseridos, os quais possuem valência 5.
Com relação ao material descrito anteriormente, PODEMOS descrevê-lo como:
	
	Semicondutor extrínseco tipo-p de fósforo
	
	Semicondutor intrínseco de silício
	 
	Semicondutor extrínseco tipo-n de silício
		
	 7a Questão (Ref.: 201409250113)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	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 Joule.
	 
	Efeito Hall.
	
	Efeito Fischer.
	
	Lei de Ohm.
	
	Efeito Tcherenkov.
		
	
	
	 8a Questão (Ref.: 201409870758)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Assinale a alternativa correta:
		
	
	No diodo semicondutor de silício, a queda de tensão em seus terminais quando polarizado diretamente, isto é, com a polaridade positiva da fonte de tesão conectada no material tipo N e a polaridade negativa conectada ao material tipo P, é 0,3V.
	
	No diodo semicondutor de silício, a queda de tensão em seus terminais quando polarizado diretamente, isto é, com a polaridade positiva da fonte de tesão conectada no material tipo P e a polaridade negativa conectada ao material tipo N, é 0,3V.
	 
	No diodo semicondutor de silício, a queda de tensão em seus terminais quando polarizado diretamente, isto é, com a polaridade positiva da fonte de tesão conectada no material tipo P e a polaridade negativa conectada ao material tipo N, é 0,7V.
	
	No diodo semicondutor de silício, a queda de tensão em seus terminais quando polarizado diretamente, isto é, com a polaridade positiva da fonte de tesão conectada no material tipo N e a polaridade negativa conectada ao material tipo P, é 0,7V.
	
	No diodo semicondutor de silício, a queda de tensão em seus terminais quando polarizado diretamente, isto é, com a polaridade positiva da fonte de tesão conectada no material tipo N e a polaridade negativa conectada ao material tipo P, é 1V.
		
	
	 9a Questão (Ref.: 201409816584)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Um material dielétrico é aquele que apresenta (ou pode ser projetado de modo a apresentar) uma estrutura de dipolos a nível molecular ou atômico, que assume uma configuração orientada sob a ação de um campo elétrico. Estes materiais são comumente utilizados em capacitores para aumentar a capacidade de armazenamento de cargas, modificando a permissividade relativa fornecida por: r=/o.
Com relação a permissividade relativa, PODEMOS afirmar:
		
	
	r é menor que 1.
	 
	r é maior que 1.
	
	r está entre 2 e 5.
	
	r é menor que 0,5.
	
	r é igual a 1.
	
	
	 10a Questão (Ref.: 201409189999)
	Acerto: 1,0  / 1,0
	Um capacitor com dielétrico de ar possui um valor de 0,025 F. Quando este capacitor é mergulhado em óleo de transformador sua capacitância passa a ser de 0,08 F. Qual a constante dielétrica do óleo do transformador?
		
	
	c) Єr = 0,31.
	
	a) Єr = 0,32.
	
	e) Єr = 3,1.
	 
	d) Єr = 3,2.
	
	b) Єr = 8,85 x 10-12.