Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Com relação a facilidade do transporte de carga elétrica, os materiais são classificados em condutores, semicondutores ou isolantes, ou seja, todos possuem uma maior ou menor facilidade resistência a passagem de corrente elétrica. Esta propriedade é denominada resistência elétrica e é designada por R. Considerando um condutor cilíndrico com uma diferença de potencial aplicada em sua extremidade, pode-se enunciar que a resistência elétrica varia com o comprimento e com a área do objeto em questão. Considerando as idéias enunciadas anteriormente, assinale a opção que contém a expressão correta comumente utilizada no cálculo de parâmetros e variáveis elétricas de um material. R=V/i 2a Questão (Ref.: 201401166964) 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. 0,53 cm2 3a Questão (Ref.: 201401166965) 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. 0,27 cm2 4a Questão (Ref.: 201401166958) Um resistor é construído utilizando-se um material cuja resistividade é igual a 89,1 x 10-6 Ω.cm na forma de um fio cilíndrico. Determine o valor do resistor para um comprimento de 0,5 metros e uma área da seção reta do fio igual a 0,4 mm2. 1,11 ohms 5a Questão (Ref.: 201401227592) Georg Simon Ohm (1787-1854) foi um pesquisador e professor de origem germânica. Integrante do corpo docente da Universidade de Munique, publicou em 1827 um artigo no qual divulgava o resultado de seu trabalho com condutores metálicos. Entre as informações relevantes, havia uma relação entre a diferença de potencial aplicada a um condutor e a corrente gerada que, décadas mais tarde, seria conhecida como Lei de Ohm. (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism . Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 3) Entre as opções a seguir, determine a que melhor representa esta relação: V=R.i 6a Questão (Ref.: 201401166946) 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. 13,99 ohms 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. 18,27 cm 2a Questão (Ref.: 201401227617) A Física é a ciência que ¿olha o mundo¿ e tenta explicá-lo através do método científico, cuja linguagem principal é a Matemática. Entre as opções a seguir, marque aquela que melhor define um conceito físico utilizado no entendimento das propriedades elétricas dos materiais. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. 3a Questão (Ref.: 201401166966) 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. 5,33 cm 4a Questão (Ref.: 201401167568) Considere as seguintes afirmações: I. Resistividade de um condutor é a resistência deste condutor na temperatura de 20ºC II. Os materiais considerados isolantes têm um valor de condutividade grande. III. A condutividade é o inverso da resistividade. IV. A unidade da resistividade no SI é o Ω/m. V. Resistividade é a resistência específica de um material. Das afirmações acima podemos dizer que são verdadeiras as: As afirmações III e V. 5a Questão (Ref.: 201401227611) 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 melhor descreve este fenômeno é: Mobilidade elétrica. 6a Questão (Ref.: 201401227595) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Os metais apresentam em sua microestrutura uma periodicidade na disposição dos átomos que os classifica como materiais cristalinos. Contudo, esta organização a nível atômico tem suas falhas, o que influencia na velocidade de transporte dos eletros, ou seja, quanto maior o número de falhas na estrutura cristalina, maior a dificuldade de deslocamento dos elétrons. Para descrever a velocidade desenvolvida por estas partículas (elétrons livres), criou-se o conceito de velocidade de deslocamento (drift velocity, em Inglês), dada por vd=E.e, onde E é a intensidade do campo elétrico e e é a mobilidade elétrica do elétron. Sabendo-se que em um experimento, utilizou-se um campo elétrico igual a E=600V/m e condutor elétrico de alumínio cuja mobilidade elétrica é igual a e=0,0012m2/V.s, escolha a opção que melhor reflete o valor da velocidade de deslocamento dos elétrons. 0,72 m/s. 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). 4,19 Ω 2a Questão (Ref.: 201401227630) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Uma das maneiras de inserir Fósforo e o Boro na rede cristalina do Silício de alta pureza é através da evaporação dos elementos de interesse em adequadas câmaras de vácuo, técnica de fabricação utilizada primeiramente em 1955. (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism , Burnby Library, Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 17). Com relação aos semicondutores é correto afirmar que: Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas. 3a Questão (Ref.: 201401227632) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (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 deveriaapresentar 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: O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco. 5a Questão (Ref.: 201401227631) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Com o advento da tecnologia dos semicondutores, durante a década de 40, o transistor não só substituiu os tubos a vácuo, mas tornou possível a miniaturização dos componentes eletrônicos, originando um ramo inteiramente novo da Eletrônica denominado Microeletrônica. Com relação aos semicondutores, podemos afirmar: A obtenção de um semicondutor extrínseco exige técnicas de inserção de ¿impurezas¿ de difícil execução denominadas dopagem. 6a Questão (Ref.: 201401227626) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) A resistividade de um material é uma propriedade física intensiva e, portanto, não depende da forma do material e nem da quantidade em que este se apresenta. Contudo, esta propriedade varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a resistividade obedece a expressão =0+T, onde 0 e ao constantes. Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura. Reta. 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. 2a Questão (Ref.: 201401227634) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) 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). Baseado no gráfico, podemos afirmar que: A condutividade elétrica do semicondutor intrínseco aumenta acentuadamente com o aumento da temperatura. 3a Questão (Ref.: 201401153940) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Qual é a principal característica dos materiais semicondutores? São condutores e isolantes. 4a Questão (Ref.: 201401227670) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (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 Silício. 6a Questão (Ref.: 201401308594) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) 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. P+5 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 2a Questão (Ref.: 201401153945) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) O valor da resistividade elétrica dos metais e suas ligas possuem uma dependência com a variação da temperatura. De que modo esta dependência é explicitada? Linear 3a Questão (Ref.: 201401165709) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) 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. 64 mV 4a Questão (Ref.: 201401227701) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) 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: Uma explicação para tal fenômeno é que no corpo 1, as cargas possuem liberdade de movimentação, enquanto no corpo 2, isso não ocorre. 5a Questão (Ref.: 201401663285) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Atualmente há diversos exemplos quanto à natureza do elemento resistivo de um potenciômetro. Considerando os itens abaixo, assinale a opção com exemplo quanto à natureza do elemento resistivo INCORRETO: No filme de metal o elemento resistivo é fabricado pela deposição de um filme de metal sobre um substrato cerâmico, sendo o filme de metal o mais barato dos processos. 6a Questão (Ref.: 201401227707) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (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 + Q´) / V Os cabos telefônicos possuem diversas classificações, entre as quais a de cabo externo e cabo interno às instalações prediais. Com relação a estas classificações, NÃO podemos afirmar que: Os fios interno e externo devem ser isolados do meio exterior, o que é feito de forma idêntica para ambos. A Itália também teve seu expoente científico nos primórdios da pesquisa com eletricidade, seu nome era Luigi Galvani (1737-1798). Embora atuasse na área hoje conhecida como biomédica, como professor de anatomia da Universidade de Bolonha, foi um dosprimeiros cientistas a relatar o efeito de correntes elétricas na musculatura de um ser vivo, quando acidentalmente durante a dissecação de um sapo o aproximou de um instrumento elétrico. Considerando o exposto, determine a opção que provavelmente só apresenta materiais isolantes elétricos. Isopor, madeira e cerâmica. Entre as diversas propriedades dos materiais elétricos, há duas que merecem especial relevância devido a aplicação das mesmas nos dispositivos elétricos do dia a dia: a ferroeletricidade e a piezoeletricidade. Com relação a estes dois tipos de propriedade, NÂO podemos afirmar: Os materiais piezoelétricos são aqueles que transformam luz em energia elétrica. Está provado que correntes superiores a 20mA são capazes de causar paradas respiratórias, conduzindo algumas vezes a morte. Um dos objetivos de se utilizar equipamento de proteção individual composto de materiais isolantes elétricos é evitar este tipo de acidente. Considerando o exposto, determine a opção que provavelmente só apresenta materiais isolantes elétricos. Borracha, isopor, madeira e cerâmica genérica. As aplicações de telecomunicações, equipamentos médicos e controle, instrumentação e sensoriamento de grandezas físicas são críticas e exigem resistores de alta precisão. A escolha de um resistor de precisão para uma aplicação não envolve apenas a observação de sua tolerância. Pode-se afirmar que vários fatores podem influenciar o valor de um resistor de precisão. Considerando os itens abaixo, assinale a opção com fator INCORRETO: indutância Contrariando o que se julgava definido, a partir de 1970, diversas linhas de pesquisa apresentaram como produto polímeros condutores, que chegavam a apresentar condutividade comparável a do Cobre. Considerando os itens abaixo, assinale a opção correta: Nos casos em que o peso do condutor é relevante, é interessante ter a opção de substituir o metal condutor por polímeros condutores. Nas figuras a seguir, têm-se representado um capacitor com vácuo entre as placas, um meio dielétrico e o capacitor com o meio dielétrico inserido. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Entre as opções a seguir, determine a opção correta que se aplica a ilustração anterior: Com a inserção do dielétrico e manutenção da diferença de potencial, tem-se o aumento da carga armazenada no capacitor. 2a Questão (Ref.: 201401227734) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Considerando um capacitor de placas paralelas com as seguintes características: Área = 8.10-4 mm2, l = 3.10-3 m, r=5 (constante dielétrica do meio) e 0= 9.10-12 F/m, como mostra a figura a seguir, pode-se afirmar que o deslocamento dielétrico dado por D= (V/L) é igual a: 25,0 . 10-8 C/m2 3a Questão (Ref.: 201401227720) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Capacitores ou condensadores são componentes eletrônicos que armazenam energia quando submetidos a um campo elétrico. Define-se, então, a grandeza denominada capacitância, dada por C=0(A/l), onde A representa a área das placas, l a distância entre elas e o é a permissividade do vácuo. Considerando-se as informações anteriores, calcule o novo espaçamento que deve assumir as placas de um capacitor com r =2 e l=1mm quando for utilizado um dielétrico de r =4, considerando-se que a capacitância não deve ser alterada. 2 mm A população das redes locais de transmissão de dados (LAN), houve a necessidade de evolução tecnológicas em diversos nichos da eletro-eletrônica, originando diversos produtos tecnológicos. Entre estes produtos, encontram-se os cabos UTP. Com relação a estes cabos, só NÂO podemos afirmar que: Só admitem transmissão até 10Mbts. Uma fibra ótica é um dispositivo na forma de fio com densidade diferenciada ao longo de sua seção reta, o que confere a fibra propriedades de confinamento da luz. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering : An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 22). Entre os itens abaixo, PODEMOS apontar como correto: A diferença entre os índices de refração é essencial para confinar o feixe de luz. Existem diversas formas de energia que percorrem a rede cristalina de um condutor metálico. Em um condutor que possui sua temperatura elevada, por exemplo, seus átomos apresentam alta energia térmica, o que aumenta amplitude de vibração dos mesmos. Quando estabelecemos um campo elétrico através do mesmo, os elétrons livres colidem com a estrutura atômica provocando ainda mais o aumento da amplitude vibracional. Como todos os átomos estão conectados através de ligações atômicas, o aumento da amplitude de vibração se transfere de um átomo para o outro, provocando o surgimento de uma onda de alta frequência e energia quantizada denominada de fônon. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 20). Com relação ao exposto, PODEMOS afirmar que: Provavelmente a energia cinética dos elétrons será maior em material condutor campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura. Algumas substâncias, como o niobato de potássio e o titanato de chumbo, são capazes de transformar deformações mecânicas em energia elétrica e também de realizar o contrário, transformar energia elétrica em deformações mecânicas. Esta propriedade lhes garante aplicações em diversos utensílios da vida moderna, tais como em microfones, em alarmes sonoros e em agulhas de toca discos (resgatadas a pouco tempo de uma quase obsolescência). (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Com relação a este tipo de substância, podemos dizer que : Geralmente possuem estruturas cristalinas complexas e com baixo grau de simetria. A polarização é o alinhamento de momentos dipolares atômicos ou moleculares, permanentes ou induzidos, com um campo elétrico aplicado externamente. Existem três tipos ou fontes de polarização: eletrônica, iônica ou de orientação. Baseado nestas informações e na figura a seguir, os dois tipos de polarização mostrados na figura (a) e figura (b) são respectivamente: (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Eletrônica e iônica. Os resistores são componentes que possuem a função básica de conversão de energia elétrica em energia térmica na forma de calor. A resistência é o parâmetro que descreve o comportamento dos resistores, medido em Ohm (Ω). Com relação a estes componentes elétricos, é INCORRETO afirmar: Os resistores são denominados de variáveis quando possuem uma variação desconhecida no valor da resistência durante a operação. Alguns materiais, como o zirconato de chumbo, ao serem submetidos a uma tensão mecânica , geram eletricidade, como mostrado na figura a seguir. Este tipo de material é utilizado como transdutor, ou seja, dispositivo que é capaz de converter energia elétrica em deformações mecânicas e vice-versa. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Em relação aos materiais que apresentam a propriedade anteriormentedescrita, pode-se dizer que: São denominados de piezoelétricos. 5a Questão (Ref.: 201401227995) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) O titanato de bário, mostrado na figura a seguir, é um material que apresenta polarização espontânea a nível microestrutural, ou seja, mesmo na ausência de campos elétricos externos, este material apresenta dipolos elétricos. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Com relação a este tipo material, podemos afirmar: São denominados de ferroelétricos. Os Cabos Coaxiais se aplicam às características das linhas de transmissão voltadas ao mercado de telecomunicações, controle de processos industriais, automação predial e comercial, no que se refere a interligação dos vários equipamentos utilizados nestes sistemas se considerando os parâmetros que devem ser observados na aquisição dos mesmos visando a compra de produtos de qualidade. Das alternativas abaixo, qual aquela que se apresenta na forma totalmente correta quanto ao cabo coaxial? O termo cabo coaxial se refere a condutores de seção circular dispostos no mesmo eixo geométrico. São formados por um condutor interno geralmente de cobre nú ou aço cobreado, uma isolação de polietileno sólido ou expandido, uma blindagem sobre esta isolação e finalmente a capa externa de polietileno ou PVC. Considerando-se as propriedades elétricas e a simetria da rede cristalina da figura a seguir. Pode-se dizer que a mesma pode pertencer a um material com que tipo de magnetização? (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). ferroelétrico. 3a Questão (Ref.: 201401644299) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Indutores são dispositivos que se utilizam das propriedades das bobinas de fios condutores e que possuem a função de armazenar energia através de campo magnético. Com relação a este dispositivo, identifique a resposta INCORRETA. Nos indutores de núcleo de ferro, não há corrente passando pela bobina, mas somente pelo núcleo de ferro. As formas de comunicação sofreram recentemente uma revolução com o desenvolvimento da tecnologia das fibras óticas. Enquanto os meios, outrora convencionais, se utilizam de sinais eletrônicos para a transmissão de informação, as fibras óticas se utilizam de sinais fotônicos, ou seja, fótons de radiações eletromagnéticas. Com relação a este meio de transmissão de dados (fibras óticas), representado na figura a seguir, podemos afirmar que: (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 22). A transmissão de fótons pelo núcleo da fibra ótica se deve a diferença do índice de refração entre o núcleo e casa da fibra. 5a Questão (Ref.: 201401228018) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) A popularização dos aparelhos de televisão tornou premente a intensificação dos meios de transmissão com freqüências moduladas em GHz, que deveriam então se estender por quilômetros. Para tanto, projetou-se o cabo coaxial mostrado na figura a seguir. Com relação a estrutura do mesmo, somente uma opção não está correta, assinale-a: O elemento (5) , interface entre os elementos (3) e (4) é uma cola condutora. 6a Questão (Ref.: 201401228005) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) A figura a seguir mostra uma reprodução artística de uma fibra ótica no momento da transmissão de dados em seu interior através de feixe fotônico. Percebe-se que o feixe permanece confinado entre o núcleo da fibra e suas paredes, garantindo que a informação não se perca ao longo do caminho. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 22). Entre os itens abaixo, podemos apontar como correto: O feixe fotônico não se perde devido a diferença entre os índices de refração do núcleo da fibra e as paredes. Um capacitor é construído com duas placas quadradas de 2 cm x 2 cm cada. Se o dielétrico possui a espessura de 0,01 m e é constituído de ar, calcule sua capacitância. εo = 8,85 x 10-12 F/m d) C = 0,354 pF 2a Questão (Ref.: 201401168842) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Os cabos telefônicos atualmente devem atender necessidades que permitem transmitir altas taxas de informações pelos pares metálicos usados na rede de telefonia, daí as inovações das especificações em recentes projetos dos fabricaantes destes cabos. Para o atendimento aos serviços de voz e banda larga, assinale a laternativa correta. O sinal analógico composto para transmitir dados deve estar em uma faixa de frequência de 40kHz a 1,1MHz. 3a Questão (Ref.: 201401166972) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Deseja-se construir um capacitor de 18 nF utilizando-se duas placas paralelas com 240 cm2 de área cada uma e espaçadas de 0,02 mm. Determine o valor da constante dielétrica do material a ser utilizado. 1,7 Para satisfazer a Taxa de Transmissão e Ocupação dos Pares, os projetos de Engenharia em Cabos Telefônicos internos e externos devem considerar os parâmetros elétricos e as condições físicas da rede. Das alternativas abaixo, assinale a única verdadeira. Os parâmetros elétricos podem ser Resistência elétrica, Atenuação, Perda de Retorno, outros Sinais e Crosstalk Next/Fext O uso de sistemas de fibras óticas provocou um aumento na velocidade de transmissão de dados, na densidade de informações, na distância de transmissão e redução na taxa de erro. Além disso, as fibras óticas não sofrem interferência de campos eletromagnéticos. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 22). Com relação às fibras óticas é incorreto afirmar que: A região denominada núcleo da fibra é oca. 6a Questão (Ref.: 201401166971) Fórum de Dúvidas (0) Saiba (0) Um capacitor é constituído por duas placas paralelas com 12 cm2 de área cada uma, espaçadas de 0,1 mm por um material cuja constante dielétrica é igual a 5. Determine o valor da capacitância assim obtida. 531 pF Fechar Avaliação: CCE0252_AV2_201201180856 » MATERIAIS ELÉTRICOS Tipo de Avaliação: AV2 Aluno: 2012 Professor: JOAO MARQUES DE MORAES MATTOS Turma: 9004/G Nota da Prova: 3,0 de 8,0 Nota do Trab.: 0 Nota de Partic.: 2 Data: 21/06/2014 17:22:28 1a Questão (Ref.: 201201360116) Pontos: Sem Correç. / 1,5 Ao se estabelecer um campo elétrico às extremidades de um condutor, inicia-se o deslocamento de elétrons livres. Para descrever a velocidade desenvolvida por estas partículas (elétrons livres), criou-se o conceito de velocidade de deslocamento (drift velocity, em Inglês), dada por vd=E.e, onde E é a intensidade do campo elétrico e e é a mobilidade elétrica do elétron. Considerando-se um campo elétrico igual a E=800V/m e um condutor elétrico cuja mobilidade elétrica é igual ae=0,0015m2/V.s, calcule a velocidade de deslocamento dos elétrons livres. Resposta: Gabarito: vd=800 x 0,0015 = 1,2m/s. 2a Questão (Ref.: 201201298524) Pontos: 0,5 / 0,5 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. 0,27 cm2 3a Questão (Ref.: 201201293126) Pontos: 0,0 / 1,5 Determine a variação da resistência de um material condutor de l = 40 cm de comprimento, resistividade ρ=10Ωm e área da seção reta do condutor A = 1m², quando a área se dilata de0,003m². Resposta: Gabarito: Temos que R=ρ.lA e (deltaR)/(deltaA) = - (rho*l)/(A²) = - (10.0,4)/1 = - (4 Omega)/(m²). Como a variação é de 0,003 m², temos que a variação da resistência foi de :-4(0,003)=0,012Ω 4a Questão (Ref.: 201201298520) Pontos: 0,0 / 0,5 Deseja-se construir um resistor com resistência igual 12,5 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm2 e comprimento igual a 0,33 metros. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. 1,44 x 10-6 Ω.cm 5a Questão (Ref.: 201201207251) Pontos: 0,5 / 0,5 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). 4,19 Ω 6a Questão (Ref.: 201201285499) Pontos: 0,0 / 0,5 Qual é a principal característica dos materiais semicondutores? São condutores e isolantes. 7a Questão (Ref.: 201201212453) Pontos: 0,5 / 0,5 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 8a Questão (Ref.: 201201359269) Pontos: 0,5 / 0,5 A Itália também teve seu expoente científico nos primórdios da pesquisa com eletricidade, seu nome era Luigi Galvani (1737-1798). Embora atuasse na área hoje conhecida como biomédica, como professor de anatomia da Universidade de Bolonha, foi um dos primeiros cientistas a relatar o efeito de correntes elétricas na musculatura de um ser vivo, quando acidentalmente durante a dissecação de um sapo o aproximou de um instrumento elétrico. Considerando o exposto, determine a opção que provavelmente só apresenta materiais isolantes elétricos. Isopor, madeira e cerâmica. 9a Questão (Ref.: 201201285506) Pontos: 1,0 / 1,0 Os semicondutores intrínsecos são aqueles que: Possuem carga elétrica neutra 10a Questão (Ref.: 201201359593) Pontos: 0,0 / 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). Magnética. 86563 – Linear 160235 - Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. 160286 - VH=(RH.Ix.Bz) / d 8310 - 4,19 Ω 99583 - 0,27 cm2 160245 - Parábola. 98327 - 64 mV 160210 - V=R.i 160288 - A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Silício. 160239 - σ = P ІeІ µh. 160331 - Borracha, isopor, madeira e cerâmica genérica. 160338 - 2 mm 160613 - São denominados de ferroelétricos. 160626 - São denominados ferroelétricos. 160624 - Na frequência média de 0,85 μ, há atenuação média do sinal equivalente a 0,8. 160650 - Os defeitos na rede cristalina de um condutor não interferem no valor da resistividade, uma vez que possuem ordem de grandeza inferior ao tamanho do elétron 86555 – Resistência 160211 - V=R i.A/l 160286 - VH=(RH.Ix.Bz) / d 13512 - 13,5 m 160227 - Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas; já os semicondutores extrínsecos são aqueles que apresentam impurezas. 160247 - A resistividade do semicondutor aumenta com a concentração de impurezas. 100186 - As afirmações III e V. 99576 - 1,11 ohms 160244 - Reta. 160249 - A obtenção de um semicondutor extrínseco exige técnicas de inserção de ¿impurezas¿ de difícil execução 99578 - 3,65 x 10-6 Ω.cm 160332 - Os cerâmicos representam os materiais mais abundantes na natureza. Possuem condutividade elétrica e térmica baixas, além de apresentarem fragilidade a choques mecânicos. 160352 - 25,0 . 10-8 C/m2 160620 - Geralmente possuem estruturas cristalinas complexas e com baixo grau de simetria. 160635 - (1) Fibra ótica e (2) C abo C oaxial 160647 - Qualquer impureza oriunda de elementos de boa qualidade servem para dopar semicondutores. 160289 - A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-n. 60250 - O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco. 160248 - Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas 99586 - 0,11 cm 99579 - 1,44 x 10 ‐6Ω.cm 160269 - 2.240 (ohm.m) -1 160230 - v=E.me 99585 - 18,27 cm 160235 - Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. 160271 - 2,0 1029 160290 - A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-p 99575 - 12 mili ohms 160610 - Eletrônica e iônica. 160636 - O elemento (5) , interface entre os elementos (3) e (4) é uma cola condutora. 99567 - 4,87 ohms 160292 - Efeito Hall 101485 - Este meio a qual chamamos simplesmente de isolação não tem grande importância na qualificação de um cabo coaxial, além daquela de isolar os codutores internos e externos. 86555 Resistência 160208 Arseneto de Gálio, madeira e borracha 160290 A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-p. 160248 Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas. 8310 4,19 Ω 99583 0,27 cm2 99579 1,44 x 10-6 Ω.cm 160320 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. 160230 v=E.e 160245 Parábola. 160331 Borracha, isopor, madeira e cerâmica genérica.160338 2 mm 160620 Geralmente possuem estruturas cristalinas complexas e com baixo grau de simetria. 160626 São denominados ferroelétricos. 160635 (1) Fibra ótica e (2) Cabo Coaxial. 101485 Este meio a qual chamamos simplesmente de isolação não tem grande importância na qualificação de um cabo coaxial, além daquela de isolar os codutores internos e externos. 86563 Linear 160289 A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-n. 100186 As afirmações III e V. 160230 v=E.e. 1a Questão (Ref.: 201202573581) Pontos: 1,5 / 1,5 Considerando o gráfico a seguir, que mostra a relação entre a diferença de potencial aplicada a um condutor e a corrente, aquele que pode ser denominado de ôhmico. Justifique a sua resposta. Resposta: Seria a reta A, pois a relação entre a corrente e a resistencia, formam um grafico linear,como em uma equação do primeiro grau. Gabarito: O condutor A é ôhmico, pois a relação entre V e i é linear. 2a Questão (Ref.: 201202573613) Pontos: 1,5 / 1,5 Explique sucintamente o que é diamagnetismo. Resposta: São materiais que colocados na presença de um campo magnético tem seu imãs elementares orientados no sentido do contrario ao campo magnético aplicado. Assim estabelece-se um campo magnético na substância que possui sentido contrario ao campo aplicado. EX: o Bismuto, o cobre, a prata e o chumbo. Gabarito: Diamagnetismo: é uma forma muito fraca de magnetismo que persiste somente durante a aplicação de um campo magnético externo, H. Os dipolos magnéticos induzidos são contrários ao campo magnético e estritamente pequenos. A permeabilidade magnética é ligeiramente inferior a 1 e a susceptibilidade magnética é negativa. 3a Questão (Ref.: 201202511994) Pontos: 0,0 / 0,5 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. 0,09 cm2 4a Questão (Ref.: 201202572640) Pontos: 0,5 / 0,5 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. 5a Questão (Ref.: 201202572657) Pontos: 0,5 / 0,5 A resistividade de um material é uma propriedade física intensiva e, portanto, não depende da forma do material e nem da quantidade em que este se apresenta. Contudo, esta propriedade varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a resistividade obedece a expressão r=r0+aT, onde r0 e a ao constantes. Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura. Reta. 6a Questão (Ref.: 201202572703) Pontos: 0,0 / 0,5 A técnica mais utilizada para obtenção de semicondutores extrínsecos é a inserção de elementos ¿impureza¿ na rede cristalina do Silício, originando portadores de carga na forma de buracos, presentes nos condutores tipo-p, ou elétrons, presentes nos condutores tipo-n. (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 extrínseco de Silício do tipo-p. 7a Questão (Ref.: 201202572732) Pontos: 0,0 / 0,5 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: Uma explicação para tal fenômeno é que no corpo 1, as cargas possuem liberdade de movimentação, enquanto no corpo 2, isso não ocorre. 8a Questão (Ref.: 201202572741) Pontos: 0,5 / 0,5 A Itália também teve seu expoente científico nos primórdios da pesquisa com eletricidade, seu nome era Luigi Galvani (1737-1798). Embora atuasse na área hoje conhecida como biomédica, como professor de anatomia da Universidade de Bolonha, foi um dos primeiros cientistas a relatar o efeito de correntes elétricas na musculatura de um ser vivo, quando acidentalmente durante a dissecação de um sapo o aproximou de um instrumento elétrico. Considerando o exposto, determine a opção que provavelmente só apresenta materiais isolantes elétricos. Isopor, madeira e cerâmica. 9a Questão (Ref.: 201202658807) Pontos: 0,0 / 1,0 Existem diversas formas de energia que percorrem a rede cristalina de um condutor metálico. Em um condutor que possui sua temperatura elevada, por exemplo, seus átomos apresentam alta energia térmica, o que aumenta amplitude de vibração dos mesmos. Quando estabelecemos um campo elétrico através do mesmo, os elétrons livres colidem com a estrutura atômica provocando ainda mais o aumento da amplitude vibracional. Como todos os átomos estão conectados através de ligações atômicas, o aumento da amplitude de vibração se transfere de um átomo para o outro, provocando o surgimento de uma onda de alta frequência e energia quantizada denominada de fônon. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering - An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 20). Com relação ao exposto, PODEMOS afirmar que: Provavelmente a energia cinética dos elétrons será maior em material condutor campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura. 10a Questão (Ref.: 201202573059) Pontos: 1,0 / 1,0 Resistores são dispositivos eletrônicos que dissipam energia na forma de calor e cujas características seguem um padrão de cores determinado na tabela a seguir. (GUSSOW, Milton. Eletricidade básica. 2.ed. SÃO PAULO: Makron-Books, 1996). Com relação às características dos resistores, não podemos afirmar que: Quanto menor a constante dielétrica do resistor maior sua capacidade de armazenar carga. 1a Questão (Ref.: 201307188016) Pontos: 0,8 / 1,5 Determine a variação da resistência de um material condutor de l = 40 cm de comprimento, resistividade ρ=10Ωm e área da seção reta do condutor A = 1m², quando a área se dilata de0,003m². Resposta: Temos que R=p.lA e (deltaR)/(deltaA) = -(rho*l)/(A^2)= -(10.0,4)= - (4 Omega)/(m2) Como variação é de 0,003 m2, temos que a variação da resistencia foi de: -4(0,003)=0,02 "omega"ohns Gabarito: Temos que R=ρ.lA e (deltaR)/(deltaA) = - (rho*l)/(A²) = - (10.0,4)/1 = - (4 Omega)/(m²). Como a variação é de 0,003 m², temos que a variação da resistência foi de :-4(0,003)=0,012Ω Fundamentação do(a) Professor(a): Resposta incorreta. 2a Questão (Ref.: 201307255031) Pontos: 1,5 / 1,5 Explique sucintamente o que é diamagnetismo. Resposta: O diamagnetismo é o termo utilizado para designar o comportamento dos materiais seremligeiramente repelidos na presença de campos magnéticos fortes, o mesmo existe em todos os materiais, mas é tão fraco que normalmente não pode ser observado quando material possui uma das outras duas propriedade: ferromagnetismo ou paramagnetismo. Gabarito: Diamagnetismo: é uma forma muito fraca de magnetismo que persiste somente durante a aplicação de um campo magnético externo, H. Os dipolos magnéticos induzidos são contrários ao campo magnético e estritamente pequenos. A permeabilidade magnética é ligeiramente inferior a 1 e a susceptibilidade magnética é negativa. Fundamentação do(a) Professor(a): Resposta aceita. 3a Questão (Ref.: 201307254036) Pontos: 0,0 / 0,5 Considere que você tenha comprado um forno para tratamento térmico em metais e deseja instalá-lo. Sabendo que você não pode alterar o comprimento do fio a ser utilizado, considere a opção mais adequada ao contexto descrito anteriormente. Deverá ser comprado o fio de maior área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistência a passagem de elétrons e, portanto, apresentará menor perda energia por Efeito Joule (geração de calor). 4a Questão (Ref.: 201307254060) Pontos: 0,0 / 0,5 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 melhor descreve este fenômeno é: Mobilidade elétrica. 5a Questão (Ref.: 201307254078) Pontos: 0,0 / 0,5 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 resistividade do semicondutor aumenta com a concentração de impurezas. 6a Questão (Ref.: 201307180389) Pontos: 0,5 / 0,5 Qual é a principal característica dos materiais semicondutores? São condutores e isolantes. 7a Questão (Ref.: 201307254155) Pontos: 0,0 / 0,5 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 submetido a 120V e que tenha acumulado uma carga de 0,008C possui capacitância igual a 0,00007 F. 8a Questão (Ref.: 201307254163) Pontos: 0,0 / 0,5 A característica básica dos materiais isolantes é a péssima capacidade de conduzir corrente elétrica. Devido a esta característica, são utilizados como dielétricos de capacitores e constituintes de equipamentos de proteção individual. Assinale o item que contenha informações corretas sobre esses materiais: Os cerâmicos representam os materiais mais abundantes na natureza. Possuem condutividade elétrica e térmica baixas, além de apresentarem fragilidade a choques mecânicos. 9a Questão (Ref.: 201307334947) Pontos: 0,0 / 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. 16,7% 10a Questão (Ref.: 201307193428) Pontos: 1,0 / 1,0 Deseja-se construir um capacitor de 22 nF utilizando-se duas placas paralelas com área de 230 cm2 cada uma. O valor da constante dielétrica do material utilizado é 2,26. Determine o afastamento entre as placas para atender-se a esta especificação. 2,2 x10-2 mm Georg Simon Ohm (1787-1854) foi um pesquisador e professor de origem germânica. Integrante do corpo docente da Universidade de Munique, publicou em 1827 um artigo no qual divulgava o resultado de seu trabalho com condutores metálicos. Entre as informações relevantes, havia uma relação entre a diferença de potencial aplicada a um condutor e a corrente gerada que, décadas mais tarde, seria conhecida como Lei de Ohm. (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism . Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 3) Entre as opções a seguir, determine a que melhor representa esta relação: V=R.i 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 Com relação a facilidade do transporte de carga elétrica, os materiais são classificados em condutores, semicondutores ou isolantes, ou seja, todos possuem uma maior ou menor facilidade resistência a passagem de corrente elétrica. Esta propriedade é denominada resistência elétrica e é designada por R. Considerando um condutor cilíndrico com uma diferença de potencial aplicada em sua extremidade, pode-se enunciar que a resistência elétrica varia com o comprimento e com a área do objeto em questão. Considerando as idéias enunciadas anteriormente, assinale a opção que contém a expressão correta comumente utilizada no cálculo de parâmetros e variáveis elétricas de um material. R=V/i Considere que você tenha comprado um forno para tratamento térmico em metais e deseja instalá-lo. Sabendo que você não pode alterar o comprimento do fio a ser utilizado, considere a opção mais adequada ao contexto descrito anteriormente. Deverá ser comprado o fio de maior área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistência a passagem de elétrons e, portanto, apresentará menor perda energia por Efeito Joule (geração de calor). A Agência Espacial Americana, NASA, responsável pela administração nacional da Aeronáutica e do Espaço, desenvolve pesquisas na área de Ciência dos Materiais. As condições severas do espaço sideral, como grandes amplitudes térmicas (diferença entre a temperatura máxima e mínina) e a exposição a radiação, exigem ligas metálicas de grande tenacidade,materiais cerâmicos com alta resistência a abrasão e polímeros de alta leveza e grande resistência mecânica. Para obter materiais com estas propriedades, muitas vezes são combinados elementos e substâncias com propriedades semicondutoras, condutoras e isolantes. Entre as opções a seguir, escolha aquela que contenha somente materiais semicondutores e isolantes. Arseneto de Gálio, madeira e borracha. Alunos do curso de Engenharia da UNESA realizaram um experimento básico representado na figura a seguir. Entre os pontos A e B estabeleceram diversas diferenças de potencial, V, no condutor ôhmico designado por R, obtendo os valores de corrente, i, expressos na tabela a seguir. i (Ampère) 2,60 2,10 2,00 6,30 V (volt) 5,00 4,30 4,20 12,60 Baseado nas informações anteriores, podemos concluir que a resistência do resistor ôhmico é melhor quantificada por. 2,0 ohms 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. 18,27 cm A Física é a ciência que ¿olha o mundo¿ e tenta explicá-lo através do método científico, cuja linguagem principal é a Matemática. Entre as opções a seguir, marque aquela que melhor define um conceito físico utilizado no entendimento das propriedades elétricas dos materiais. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. 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 400 (ohm.m) -1 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: Temperatura, impureza e deformação mecânica. 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=E.e 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. À medida que um isolante tende para o estado de isolante perfeito, sua resistividade pode ser considerada infinita. Semicondutores modernos são constituídos de substratos de Silício nos quais são inseridos elementos com valências diferentes do próprio Silício, criando-se as variações conhecidas como semicondutores do tipo-p e semicondutores do tipo-n. A expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh fornece a condutividade em função da carga do elétron (1,6 x 10 -19 C), onde N e P são as densidades de cargas negativas e positivas por volume (Número de cargas/m3) e de µe e µh , que são as mobilidades elétricas dos elétrons e dos buracos (m2/V m), respectivamente. Considerando- se um semicondutor extrínseco de Silício, no qual a concentração de portadores de cargas positivas é muito maior que a concentração de portadores de cargas negativas, podemos simplificar a expressão anterior para: σ = P ІeІ µh. 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: O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco. 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). 4,19 Ω A resistividade de um material é uma propriedade física intensiva e, portanto, não depende da forma do material e nem da quantidade em que este se apresenta. Contudo, esta propriedade varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a resistividade obedece a expressão =0+T, onde 0 e ao constantes. Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura. Reta. 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 pesquisadorda 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 resistividade do semicondutor aumenta com a concentração de impurezas. Uma amostra de um determinado semicondutor a uma dada temperatura tem condutividade de 280 (Ω.m)^(-1). Sabendo que a concentração de buracos é de 2 x 10^20 m^(-3) e que a mobilidade de buracos e elétrons nesse material são respectivamente 0,09 m^2/V.S e 0,28 m^2/V.S, a concentração de elétrons é: 618,57 x 10^19 m^-3 Semicondutores extrínsecos são obtidos através da inserção de elementos ¿impureza¿ na rede cristalina do Silício, originando portadores de carga na forma de buracos, presentes nos condutores tipo-p, ou elétrons, presentes nos condutores tipo-n. (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 extrínseco de Silício do tipo-n. 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 deintrinsic, 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). Baseado no gráfico, podemos afirmar que: A condutividade elétrica do semicondutor intrínseco aumenta acentuadamente com o aumento da temperatura. 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. Qual é a principal característica dos materiais semicondutores? São condutores e isolantes. 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 Silício. 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. Atualmente há diversos exemplos quanto à natureza do elemento resistivo de um potenciômetro. Considerando os itens abaixo, assinale a opção que contem exemplo quanto à natureza do elemento resistivo INCORRETO: filme de madeira (wood film) e filme de metal 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. 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 cargaQ. 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. 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 submetido a 120V e que tenha acumulado uma carga de 0,008C possui capacitância igual a 0,00007 F. 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 Atualmente há diversos exemplos quanto à natureza do elemento resistivo de um potenciômetro. Considerando os itens abaixo, assinale a opção com exemplo quanto à natureza do elemento resistivo INCORRETO: No filme de metal o elemento resistivo é fabricado pela deposição de um filme de metal sobre um substrato cerâmico, sendo o filme de metal o mais barato dos processos. Georg Simon Ohm (1787-1854) foi um pesquisador e professor de origem germânica. Integrantedo corpo docente da Universidade de Munique, publicou em 1827 um artigo no qual divulgava o resultado de seu trabalho com condutores metálicos. Entre as informações relevantes, havia uma relação entre a diferença de potencial aplicada a um condutor e a corrente gerada que, décadas mais tarde, seria conhecida como Lei de Ohm. (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism . Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 3) Entre as opções a seguir, determine a que melhor representa esta relação: V=R.i 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 Com relação a facilidade do transporte de carga elétrica, os materiais são classificados em condutores, semicondutores ou isolantes, ou seja, todos possuem uma maior ou menor facilidade resistência a passagem de corrente elétrica. Esta propriedade é denominada resistência elétrica e é designada por R. Considerando um condutor cilíndrico com uma diferença de potencial aplicada em sua extremidade, pode-se enunciar que a resistência elétrica varia com o comprimento e com a área do objeto em questão. Considerando as idéias enunciadas anteriormente, assinale a opção que contém a expressão correta comumente utilizada no cálculo de parâmetros e variáveis elétricas de um material. R=V/i Considere que você tenha comprado um forno para tratamento térmico em metais e deseja instalá-lo. Sabendo que você não pode alterar o comprimento do fio a ser utilizado, considere a opção mais adequada ao contexto descrito anteriormente. Deverá ser comprado o fio de maior área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistência a passagem de elétrons e, portanto, apresentará menor perda energia por Efeito Joule (geração de calor). A Agência Espacial Americana, NASA, responsável pela administração nacional da Aeronáutica e do Espaço, desenvolve pesquisas na área de Ciência dos Materiais. As condições severas do espaço sideral, como grandes amplitudes térmicas (diferença entre a temperatura máxima e mínina) e a exposição a radiação, exigem ligas metálicas de grande tenacidade, materiais cerâmicos com alta resistência a abrasão e polímeros de alta leveza e grande resistência mecânica. Para obter materiais com estas propriedades, muitas vezes são combinados elementos e substâncias com propriedades semicondutoras, condutoras e isolantes. Entre as opções a seguir, escolha aquela que contenha somente materiais semicondutores e isolantes. Arseneto de Gálio, madeira e borracha. Alunos do curso de Engenharia da UNESA realizaram um experimento básico representado na figura a seguir. Entre os pontos A e B estabeleceram diversas diferenças de potencial, V, no condutor ôhmico designado por R, obtendo os valores de corrente, i, expressos na tabela a seguir. i (Ampère) 2,60 2,10 2,00 6,30 V (volt) 5,00 4,30 4,20 12,60 Baseado nas informações anteriores, podemos concluir que a resistência do resistor ôhmico é melhor quantificada por. 2,0 ohms 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. 18,27 cm A Física é a ciência que ¿olha o mundo¿ e tenta explicá-lo através do método científico, cuja linguagem principal é a Matemática. Entre as opções a seguir, marque aquela que melhor define um conceito físico utilizado no entendimento das propriedades elétricas dos materiais. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. 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 400 (ohm.m) -1 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: Temperatura, impureza e deformação mecânica. 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=E.e 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. À medida que um isolante tende para o estado de isolante perfeito, sua resistividade pode ser considerada infinita. Semicondutores modernos são constituídos de substratos de Silício nos quais são inseridos elementos com valências diferentes do próprio Silício, criando-se as variações conhecidas como semicondutores do tipo-p e semicondutores do tipo-n. A expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh fornece a condutividade em função da carga do elétron (1,6 x 10 -19 C), onde N e P são as densidades de cargas negativas e positivas por volume (Número de cargas/m3) e de µe e µh , que são as mobilidades elétricas dos elétrons e dos buracos (m2/V m), respectivamente. Considerando- se um semicondutor extrínseco de Silício, no qual a concentração de portadores de cargas positivas é muito maior que a concentração de portadores de cargas negativas, podemos simplificar a expressão anterior para: σ = P ІeІ µh.
Compartilhar