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1a Questão 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, , está relacionada a resistência Rdo material através da relação = 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. 8R. 0,75R. 2,5R. 0,67R. 12R. 2a Questão Um aluno do curso de Engenharia, conhecedor das propriedades elétricas dos materiais, recebeu a tarefa de aumentar a resistência de uma bobina elétrica, que deve passar de 20 ohms para 30 ohms. Considerando-se que não haverá variação na área da seção reta do material e que o comprimento inicial do fio que compõe a bobina é de 5m, pode-se dizer que: O valor de resistência requerido só poderá ser obtido aumenta-se em 33,3% o diâmetro do fio que compõe a bobina. O novo comprimento deverá ser de 3,3m. O novo comprimento deverá ser de 7,5m. Não é possível alterar o valor da resistência através da variação do comprimento do fio. O novo comprimento poderá estar entre 3,3m e 7,5m. 3a Questão 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 0,27 cm2 0,25 cm2 0,23 cm2 0,21 cm2 4a Questão 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. Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas NÃO variam com a temperatura do condutor. Somente resistividade elétrica varia com a temperatura. A resistência elétrica quando varia com a temperatura o faz de forma linear. Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas variam com a temperatura do condutor. 5a Questão 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). Deverá ser comprado o fio de menor área de seção reta, uma vez que quanto menor esta área, menor a quantidade do material a ser utilizado e menor o custo da instalação, não importando a área da seção reta do fio utilizado. O fio que apresentar menor seção reta é o mais indicado, uma vez que quanto menor o volume para o trânsito dos elétrons, mais ordenados estes estarão na formação da corrente elétrica e mais rapidamente transitarão em seu interior. Como a resistividade não varia com as dimensões do condutor, não importa a área da seção reta do fio a ser comprado e nem o seu volume. Deverá ser comprado o fio de menor área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistividade e, portanto, permitirá a fácil passagem de elétrons. 6a Questão As resistências de aquecimento são fabricadas em fios ou fitas e empregadas em fornos para siderúrgicas, ferros de passar e de soldar, eletrodomésticos,estufas entre outras. Um resistor com coeficiente de variação de temperatura positivo de 4.10-3 ºC-1 apresenta o valor de 5KΩ a 25 C º. Qual sua resistência na temperatura de 75 C º? 3KΩ 1KΩ 4,25KΩ 25KΩ 6KΩ 7a Questão 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. 2,5 ohms 2,0 ohms 0,75 ohms 0,5 ohms 1,6 ohms 8a Questão 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 0,97 cm2 0,65 cm2 0,72 cm2 0,84 cm2 1a Questão 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. 0,99 ohms 1,11 ohms 2,22 ohms 3,33 ohms 4,44 ohms 2a Questão Nas instalações, é comum vermos operários com vestimentas especiais, são os Equipamentos de Proteção Individual (EPI), que devem ser utilizados em diversas ocasiões, cada qual com sua especificidade.. No EPI de quem mexe com eletricidade, é fundamental a utilização de luvas de borracha de boa qualidade para promover o isolamento das mãos do operador em relação a um possível meio eletricamente carregado, pois se sabe que correntes da ordem de 20mA já podem causar parada respiratória. Entre os materiais que podem ser classificados quanto ao seu comportamento elétrico semelhante ao da borracha, podemos citar: Madeira, borracha, vidro e isopor. Silício, Ferro, água pura salgada. Isopor, madeira e água destilada e deionizada. Silício, Germânio, Arseneto de Gálio e Cloreto de Sódio. Cobre, Ouro, Prata e Níquel. 3a Questão 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. Silício, Ferro, água pura. Arseneto de Gálio, madeira e borracha. Madeira, borracha e água pura. Silício, Germânio, Arseneto de Gálio e Fosfeto de Gálio. Cobre, Ouro, Prata e Níquel. 4a Questão 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 queo 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: F=m.a P=U.i V=R i.A/l V=N.i.E V=R.i 5a Questão Na temperatura de 25oC mediu-se o valor da resistência de um resistor e obteve-se 12,2 Ω. O material do qual é feito o resistor apresenta um coeficiente de temperatura igual a 0,0042 oC-1. Determine o valor da nova resistência na temperatura de 60oC. 11,65 ohms 9,23 ohms 13,99 ohms 4,36 ohms 15,82 ohms 6a Questão 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.A/l V=N.i.E F=m.a P=U.i V=R.i 7a Questão 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 10-6Ω.cm e comprimento igual a 1,3 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio. 2,09 cm2 1,09 cm2 3,09 cm2 4,09 cm2 0,09 cm2 8a Questão 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. 18% 16,7% 15% 12% 25% 1a Questão 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. A resistência elétrica quando varia com a temperatura o faz de forma linear. Somente resistividade elétrica varia com a temperatura. Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas variam com a temperatura do condutor. Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas NÃO variam com a temperatura do condutor. 2a Questão Determine a resistência de um condutor de cobre com seção reta circular, 32 metros de comprimento e raio de 1,2 mm. Considere a condutividade do cobre igual a 5,8 x 107 S/m. 12,0 Ω 120 Ω 3,4 Ω 0,12 Ω 34 Ω 3a Questão Deseja-se construir um resistor com resistência igual 1,25 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 44 x 10-6 Ω.cm e cuja área da seção reta é igual a 0,38 mm2. Determine o valor do comprimento deste fio. 0,11 cm 0,21 cm 0,01cm 0,31 cm 0,41 cm 4a Questão 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 alumínio poderá ser 58,9% menor que a seção reta do cabo de cobre. A seção reta do cabo de alumínio poderá ser 58,9% da 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 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. 5a Questão 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. P=U.i3 V=R i.A/l V=N.i.E.l R=V/i F=m.a.l 6a Questão As resistências de aquecimento são fabricadas em fios ou fitas e empregadas em fornos para siderúrgicas, ferros de passar e de soldar, eletrodomésticos,estufas entre outras. Um resistor com coeficiente de variação de temperatura positivo de 4.10-3 ºC-1 apresenta o valor de 5KΩ a 25 C º. Qual sua resistência na temperatura de 75 C º? 6KΩ 25KΩ 1KΩ 3KΩ 4,25KΩ 7a Questão 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. 0,75 ohms 2,5 ohms 1,6 ohms 2,0 ohms 0,5 ohms 8a Questão 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, , está relacionada a resistência R do material através da relação = 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. 0,67R. 12R. 2,5R. 0,75R. 8R. 1a Questão Como conhecedores da moderna teoria que rege os fenômenos elétricos, devemos diferenciar os conceitos de resistividade elétrica e resistência elétrica. Com relação aos conceitos anteriores, PODEMOS afirmar: Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas NÃO variam com a temperatura do condutor. Somente resistividade elétrica varia com a temperatura.A resistência elétrica quando varia com a temperatura o faz de forma linear. Tanto a resistividade quanto a resistência elétricas variam com a temperatura do condutor. Somente resistência elétrica varia com a temperatura. 2a Questão Deseja-se construir um resistor com resistência igual 12,5 mΩ. Para isso será utilizado um fio cilíndrico cuja resistividade é igual a 44 x 10-6 Ω.cm e comprimento igual a 1,5 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio. 0,97 cm2 0,65 cm2 0,72 cm2 0,53 cm2 0,84 cm2 3a Questão 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 menor área de seção reta, uma vez que quanto menor esta área, menor a quantidade do material a ser utilizado e menor o custo da instalação, não importando a área da seção reta do fio utilizado. Deverá ser comprado o fio de menor área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistividade e, portanto, permitirá a fácil passagem de elétrons. O fio que apresentar menor seção reta é o mais indicado, uma vez que quanto menor o volume para o trânsito dos elétrons, mais ordenados estes estarão na formação da corrente elétrica e mais rapidamente transitarão em seu interior. 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). Como a resistividade não varia com as dimensões do condutor, não importa a área da seção reta do fio a ser comprado e nem o seu volume. 4a Questão Um aluno do curso de Engenharia, conhecedor das propriedades elétricas dos materiais, recebeu a tarefa de aumentar a resistência de uma bobina elétrica, que deve passar de 20 ohms para 30 ohms. Considerando-se que não haverá variação na área da seção reta do material e que o comprimento inicial do fio que compõe a bobina é de 5m, pode-se dizer que: O novo comprimento poderá estar entre 3,3m e 7,5m. O novo comprimento deverá ser de 7,5m. Não é possível alterar o valor da resistência através da variação do comprimento do fio. O novo comprimento deverá ser de 3,3m. O valor de resistência requerido só poderá ser obtido aumenta-se em 33,3% o diâmetro do fio que compõe a bobina. 5a Questão 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 0,25 cm2 0,21 cm2 0,27 cm2 0,23 cm2 6a Questão 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 10-6Ω.cm e comprimento igual a 1,3 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio. 3,09 cm2 0,09 cm2 2,09 cm2 1,09 cm2 4,09 cm2 7a Questão Nas instalações, é comum vermos operários com vestimentas especiais, são os Equipamentos de Proteção Individual (EPI), que devem ser utilizados em diversas ocasiões, cada qual com sua especificidade.. No EPI de quem mexe com eletricidade, é fundamental a utilização de luvas de borracha de boa qualidade para promover o isolamento das mãos do operador em relação a um possível meio eletricamente carregado, pois se sabe que correntes da ordem de 20mA já podem causar parada respiratória. Entre os materiais que podem ser classificados quanto ao seu comportamento elétrico semelhante ao da borracha, podemos citar: Isopor, madeira e água destilada e deionizada. Cobre, Ouro, Prata e Níquel. Silício, Germânio, Arseneto de Gálio e Cloreto de Sódio. Silício, Ferro, água pura salgada. Madeira, borracha, vidro e isopor. 8a Questão 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 F=m.a V=R i.A/l V=N.i.E P=U.i 1a Questão 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. 0,99 ohms 3,33 ohms 2,22 ohms 4,44 ohms 1,11 ohms 2a Questão 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. Silício, Germânio, Arseneto de Gálio e Fosfeto de Gálio. Arseneto de Gálio, madeira e borracha. Cobre, Ouro, Prata e Níquel. Madeira, borracha e água pura. Silício, Ferro, água pura. 3a Questão 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% 25% 15% 12% 18% 4a Questão 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 11,65 ohms 15,82 ohms 4,36 ohms 9,23 ohms 5a Questão 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=N.i.E P=U.i F=m.a V=R.iV=R i.A/l 6a Questão As resistências de aquecimento são fabricadas em fios ou fitas e empregadas em fornos para siderúrgicas, ferros de passar e de soldar, eletrodomésticos,estufas entre outras. Um resistor com coeficiente de variação de temperatura positivo de 4.10-3 ºC-1 apresenta o valor de 5KΩ a 25 C º. Qual sua resistência na temperatura de 75 C º? 1KΩ 4,25KΩ 3KΩ 6KΩ 25KΩ 7a Questão 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. 1,6 ohms 2,5 ohms 2,0 ohms 0,75 ohms 0,5 ohms 8a Questão 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. P=U.i 3 V=N.i.E.l F=m.a.l V=R i.A/l R=V/i 1a Questão 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: Condutividade elétrica. Mobilidade elétrica. Resistividade elétrica. Resistência elétrica. Supercondutividade elétrica. 2a Questão 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 10-6Ω.cm e cuja área da seção reta é igual a 0,38 mm2. Determine o valor do comprimento deste fio. 6,33cm 7,33 cm 4,33 cm 5,33 cm 8,33 cm 3a Questão 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. Temperatura, comprimento do condutor e pressão. Temperatura, pressão e impurezas. Deformação mecânica, volume e pressão atmosférica. Volume, comprimento do condutor e impurezas. 4a Questão Deseja-se construir um resistor com resistência igual 1,25 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm2 e comprimento igual a 10 mm. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. 7,81 x 10-6 Ω.cm 3,21 x 10-6 Ω.cm 6,45 x 10-6 Ω.cm 3,95 x 10-6 Ω.cm 4,75 x 10-6 Ω.cm 5a Questão 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. 5 m/s 50 m/s 0,72 m/s. 7,2 m/s 500.000 m/s 6a Questão Um resistor é construído utilizando-se um material cuja resistividade é igual a 1,6 x 10-6 Ω.cm na forma de um fio cilíndrico. Determine o valor do resistor para um comprimento de 0,3 metros e uma área da seção reta do fio igual a 0,4 mm2. 12 mili ohms 11 mili ohms 13 mili ohms 14 mili ohms 10 mili ohms 7a Questão 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 condutor tende para o estado de condutor perfeito, sua resistividade tende ao infinito. Nada podemos afirmar sobre a resistividade do isolante sem conhecer suas dimensões. Podemos estimar a resistência elétrica de um material conhecendo-se sua resistividade elétrica e a massa que o compõe. À medida que um isolante tende para o estado de isolante perfeito, sua resistividade pode ser considerada infinita. Quanto maior o comprimento de um fio isolante, maior é a sua resistividade. 8a Questão 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 4 (ohm.m) -1 50 (ohm.m) -1 100 (ohm.m) -1 200 (ohm.m) -1 1a Questão 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: Somente a afirmação III. As afirmaçõesI, II e IV. As afirmações I, IV e V. As afirmações III e IV. As afirmações III e V. 2a Questão 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=N.i.IpI.h v=E.e v=s/t =W.A/l V=R.i 3a Questão 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). 3,4 Ω 4,35 Ω 6,8 Ω 4,19 Ω 3,89 Ω Explicação: A resistência R do condutor é calculada por : R = 0,000000017 x 10000 0,5 R = 3,4 Ω Utilizo a fórmula: Rf= Ri(1+α Δθ) Rf = 3,41 (1+ 0,0039 (80-20)) Rf = 3,4x1,234 Rf = 4,19 Ω 4a Questão 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 1,88x 10-6 Ω.cm 1,11 x 10-6 Ω.cm 0,99 x 10-6 Ω.cm 1,22x 10-6 Ω.cm 5a Questão 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. 19,12 cm 16,24 cm 18,27 cm 15,26 cm 20,15 cm 6a Questão Um pedaço de fio de alumínio tem resistência de 2 Se pedaço de fio de cobre tem a mesmas dimensões do fio de alumínio, qual será sua resistência? alunínio = 2,825 x 10 -6 cm à 20 ºC cobre = 1,723 x 10 -6 cm à 20 ºC e) R = 2,83 Ω a) R = 3,28 Ω d) R = 0,122 Ω c) R = 0,328 Ω b) R = 1,22 Ω 7a Questão Deseja-se construir um resistor com resistência igual 125 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm2 e comprimento igual a 1,3 metros. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. 6,13 x 10-6 Ω.cm 3,65 x 10-6 Ω.cm 7,12 x 10-6 Ω.cm 4,12 x 10-6 Ω.cm 5,21 x 10-6 Ω.cm 8a Questão 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 poderiasubstituir o Fósforo no processo de dopagem. Al+3 B+3 As +5 Ba+2 O-2 1a Questão 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. Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos, sendo vetada a presença de qualquer impureza no sistema. 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). A obtenção de um semicondutor intrínseco exige técnicas de purificação de difícil execução denominadas dopagem. 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). 2a Questão 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. Velocidade de deslocamento do elétron no processo de transporte de carga é a velocidade obtida a partir do deslocamento retilíneo do elétron. A concentração de impurezas determina se um semicondutor é extrínseco do tipo-p ou extrínseco do tipo-n. Considera-se que o elétron desloca-se na velocidade da luz em um processo de condução de carga. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. Condutividade elétrica expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas em função da temperatura do material. 3a Questão Um resistor é construído utilizando-se um material cuja resistividade é igual a 44 x 10-6 Ω.cm na forma de um fio cilíndrico. Determine o valor do resistor para um comprimento de 0,3 metros e uma área da seção reta do fio igual a 0,38 mm2. 384,2 mili ohms 347,4 mili ohms 376,38 mili ohms 354,6 mili ohms 399,9 mili ohms 4a Questão Um resistor é construído utilizando-se um material cuja resistividade é igual a 1,6 x 10-6 Ω.cm na forma de um fio cilíndrico. Determine o valor do resistor para um comprimento de 0,3 metros e uma área da seção reta do fio igual a 0,4 mm2. 11 mili ohms 10 mili ohms 13 mili ohms 14 mili ohms 12 mili ohms 5a Questão 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. Podemos estimar a resistência elétrica de um material conhecendo-se sua resistividade elétrica e a massaque o compõe. À medida que um isolante tende para o estado de isolante perfeito, sua resistividade pode ser considerada infinita. Quanto maior o comprimento de um fio isolante, maior é a sua resistividade. À medida que um condutor tende para o estado de condutor perfeito, sua resistividade tende ao infinito. Nada podemos afirmar sobre a resistividade do isolante sem conhecer suas dimensões. 6a Questão 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: Resistividade elétrica. Mobilidade elétrica. Condutividade elétrica. Resistência elétrica. Supercondutividade elétrica. 7a Questão 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 10-6Ω.cm e cuja área da seção reta é igual a 0,38 mm2. Determine o valor do comprimento deste fio. 7,33 cm 5,33 cm 4,33 cm 6,33cm 8,33 cm 8a Questão 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 100 (ohm.m) -1 4 (ohm.m) -1 50 (ohm.m) -1 200 (ohm.m) -1 400 (ohm.m) -1 a Questão Deseja-se construir um resistor com resistência igual 1,25 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm2 e comprimento igual a 10 mm. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. 4,75 x 10-6 Ω.cm 7,81 x 10-6 Ω.cm 3,21 x 10-6 Ω.cm 3,95 x 10-6 Ω.cm 6,45 x 10-6 Ω.cm 2a Questão 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, pressão e impurezas. Temperatura, comprimento do condutor e pressão. Temperatura, impureza e deformação mecânica. Volume, comprimento do condutor e impurezas. Deformação mecânica, volume e pressão atmosférica. 3a Questão 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. 500.000 m/s 7,2 m/s 50 m/s 0,72 m/s. 5 m/s 4a Questão 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. 1,11 x 10-6 Ω.cm 1,22x 10-6 Ω.cm 0,99 x 10-6 Ω.cm 1,88x 10-6 Ω.cm 1,44 x 10-6 Ω.cm 5a Questão 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 I, IV e V. As afirmações III e IV. As afirmações I, II e IV. Somente a afirmação III. As afirmações III e V. 6a Questão 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 3,4 Ω 6,8 Ω 3,89 Ω 4,35 Ω Explicação: A resistência R do condutor é calculada por : R = 0,000000017 x 10000 0,5 R = 3,4 Ω Utilizo a fórmula: Rf= Ri(1+α Δθ) Rf = 3,41 (1+ 0,0039 (80-20)) Rf = 3,4x1,234 Rf = 4,19 Ω 7a Questão Um pedaço de fio de alumínio tem resistência de 2 Se pedaço de fio de cobre tem a mesmas dimensões do fio de alumínio, qual será sua resistência? alunínio = 2,825 x 10 -6 cm à 20 ºC cobre = 1,723 x 10 -6 cm à 20 ºC e) R = 2,83 Ω b) R = 1,22 Ω d) R = 0,122 Ω a) R = 3,28 Ω c) R = 0,328 Ω 8a Questão 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. 19,12 cm 20,15 cm 16,24 cm 18,27 cm 15,26 cm 1a Questão 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: =W.A/l V=N.i.IpI.h v=E.e v=s/t V=R.i 2a Questão 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 poderiasubstituir o Fósforo no processo de dopagem. B+3 O -2 Al+3 Ba+2 As +5 3a Questão Deseja-se construir um resistor com resistência igual 125 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm2 e comprimento igual a 1,3 metros. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. 7,12 x 10-6 Ω.cm 6,13 x 10-6 Ω.cm 4,12 x 10-6 Ω.cm 3,65 x 10-6 Ω.cm 5,21 x 10-6 Ω.cm 4a Questão Um resistor é construído utilizando-se um material cuja resistividade é igual a 1,6 x 10-6 Ω.cm na forma de um fio cilíndrico. Determine o valor do resistor para um comprimento de 0,3 metros e uma área da seção reta do fio igual a 0,4 mm2. 14 mili ohms 10 mili ohms 11 mili ohms 13 mili ohms 12 mili ohms 5a Questão Um resistor é construído utilizando-se um material cuja resistividade é igual a 44 x 10-6 Ω.cm na forma de um fio cilíndrico. Determine o valor do resistor para um comprimento de 0,3 metros e uma área da seção reta do fio igual a 0,38 mm2. 399,9 mili ohms 354,6 mili ohms 347,4 mili ohms 384,2 mili ohms 376,38 mili ohms 6a Questão 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. 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). Semicondutores intrínsecos são aqueles que não possuem impurezas; já os semicondutores extrínsecos são aqueles que apresentam impurezas. A obtenção de um semicondutor intrínseco exige técnicas de purificação de difícil execução denominadas dopagem. Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos, sendo vetada a presença de qualquer impureza no sistema. 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). 7a Questão 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. À medida que um condutor tende para o estado de condutor perfeito, sua resistividade tende ao infinito. Podemos estimar a resistência elétrica de um material conhecendo-se sua resistividade elétrica e a massa que o compõe. Nada podemos afirmar sobre a resistividade do isolante sem conhecer suas dimensões. Quanto maior o comprimento de um fio isolante, maior é a sua resistividade. 8a Questão 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: Resistividade elétrica. Resistência elétrica. Mobilidade elétrica. Condutividade elétrica. Supercondutividade elétrica. 1a Questão 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: Considera-se que o elétron desloca-se na velocidade de 20m/s aproximadamente em um processo de condução de carga no interior de um condutor tipo-p. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente nas junções P-N. A condutividade elétrica de um semicondutor expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente se o semicondutor for intrínseco, ou seja, puro. Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores extrínsecos. A obtenção de um semicondutor extrínseco exige técnicas de inserção de ¿impurezas¿ de difícil execução denominadas dopagem. 2a Questão 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-n de silício Semicondutor extrínseco tipo-p de fósforo Semicondutor intrínseco de silício Semicondutor extrínseco tipo-p de silício Semicondutor extrínseco tipo-n de fósforo 3a Questão A resistividade de um material varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a mesma obedece a expressão =0+T, onde 0 e ao constantes. Para variações maiores de temperatura, a expressão da resistividade pode assumir a forma =0+ T+T2 , onde 0 , b e são constantes. Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura no último caso citado. Círculo. Parábola. Hipérbole. Elipse. Reta. 4a Questão A grande maioria dos metais são materiais cristalinos, ou seja, possuem seus átomos ¿dispostos¿ de formaperiódica 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 hiperstática. Velocidade quântica. velocidade de deslocamento. Velocidade de arraste. 5a Questão A "Bell Telephone Laboratories" passou a década de 1940 tentando criar dispositivos eletrônicos comutadores que fossem mais eficientes e baratos que as válvulas utilizadas. Finalmente, em 1947, dois de seus pesquisadores, Walter H. Brittain e John Bardeen tiveram sucesso na criação de um dispositivo amplificador a partir de uma placa de silício imersa em solução salina; iniciava-se a era dos semicondutores. A modelagem física referente a estes materiais se desenvolveu bastante nos anos seguintes, originando conceitos como condutividade intrínseca, cuja expressão podemos descrever como p | e | b n | e | e. Com relação aos termos presentes na expressão anterior, podemos identificá-los como nos itens a seguir, com EXCEÇÂO de. b - mobilidade do buraco. p - número de buracos por metro cúbico. e - mobilidade dos elétrons. n - número de átomos por metro cúbico. | e |- módulo da carga dos elétrons. 6a Questão Materiais cristalinos possuem seus átomos ¿dispostos¿ de forma periódica em uma rede tridimensional que se repete através de seu volume. Esta estrutura, aliada aos defeitos microestruturais que porventura se originam no processo de fabricação, não permitem o deslocamento retilíneo dos elétrons livres quando submetidos a um campo elétrico. 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 eé a mobilidade elétrica do elétron. Uma conseqüência da interação entre os defeitos da rede cristalina e os elétrons é: Diminuição da resistência elétrica do material Aumento da resistividade elétrica do material. Geração de calor. Deformação mecânica do material. Aumento da aceleração eletrônica. 7a Questão 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 = 2 P ІeІ µh σ = N ІeІ (µe + µh). σ = P ІeІ µh. A expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh é imutável e nunca deve ser aproximada para uma forma mais simplificada sob pena de alterar-se gravemente a precisão da condutividade. σ = N ІeІ µh. 8a Questão 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: 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. 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. Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos de Silício Semicondutores intrínsecos são aqueles que possuem impurezas. 1a Questão 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. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas em um material. A obtenção de um semicondutor intrínseco exige técnicas de purificação de difícil execução denominadas dopagem. 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. Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos, sendo vetada a presença de qualquer impureza no sistema. 2a Questão 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: Os semicondutores intrínsecos possuem impurezas que acrescentam portadores de carga negativas ou portadores de carga positivas. A temperatura não altera as propriedades elétricas dos semicondutores. A resistividade do semicondutor aumenta com a concentração de impurezas. Qualquer impureza oriunda de elementos de boa qualidade servem para dopar semicondutores. A concentração de impurezas determina se um semicondutor é extrínseco do tipo-n ou extrínseco do tipo-p. 3a Questão 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 freqüência 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: Em um isolante a energia cinética dos elétrons tende ao infinito. Em um material condutor a energia cinética dos elétrons tende a zero. Provavelmente a energia cinética dos elétrons será maior em material condutor campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura. Provavelmente a energia cinética dos elétrons será igual em material condutor e isolante quando submetidos a mesma diferença de potencial. Provavelmente a energia cinética dos elétrons será maior em material isolante sob campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura. 4a Questão Semicondutores de Silício do tipo-p são obtidos a partir da inserção de átomos de Alumínio, Al, na rede cristalina do Silício; a este processo chamamos de dopagem. Como o Alumínio possui valência igual a 3, Al+3, diz-se que esta inserção promove o surgimento de buracos. Baseado nestas informações, escolha a opção que apresenta um elemento que poderia substituir o Alumínio no processo de dopagem. As+5 Na+ B +3 Ba+2 O-2 5a Questão Em semicondutores, devemos considerar que sempre que ¿criamos¿ uma carga negativa, automaticamente "criamos" uma carga positiva (lei da conservação das cargas), que está associada ao conceito físico de vazio (volume deixado pela saída do elétron), "buraco" ou, em inglês, hole. A condutividade elétrica nos semicondutores intrínsecos é dependente da movimentação dos portadores de carga negativos (elétrons) e positivos (buracos) da seguinte forma: σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh, onde σ é a condutividade elétrica do material (ohm.m)-1; onde N e P são as densidades de cargas negativas e positivas por volume (Número de cargas/m3), respectivamente І e І é o módulo da carga do elétron (1,6 x 10 -19 C), µe e µh são as mobilidades elétricas dos elétrons e dos buracos (m2/V m), respectivamente. Considerando o exposto, pode-se afirmar que: Nos condutores extrínsecos do tipo-p, onde P é muito maior que N, pode-se aproximar a expressão por σ = N ІeІ µh. Nos condutores intrínsecos, raramente tem-se N=P e, portanto, deve-se manter a expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh. A expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh é imutável e nunca deve ser aproximada para uma forma mais simplificada sob pena de alterar-se gravemente a precisão da condutividade. Nos condutores intrínsecos, tem-se N=P e, portanto, pode-se escrever que σ = N ІeІ (µe + µh). Nos condutores extrínsecos do tipo-n, onde N é muito maior que P, pode-se aproximar a expressão por σ = P ІeІ µh. 6a Questão Em 1949, William O. Shockley, pesquisador da "Bell Telephone Laboratories", publicou no "Bell System Technnical Journal" um artigo estabelecendo a teoria referente ao comportamento de transistores, uma aplicação direta dos semicndutores. Estava claro que o aparecimento destes novos materiais havia desencadeado um imediato avanço na modelagem físico-matemática associada ao assunto, nos oferecendo expressões como a condutividade intrínseca, dada por p | e | b n | e | e.. Com relação a expressão anterior, só NÃO PODEMOSafirmar que: Condutividade intrínseca depende do campo elétrico criado pelos elétrons. Condutividade intrínseca depende da mobilidade dos elétrons. Condutividade intrínseca depende da mobilidade dos buracos. Condutividade intrínseca depende da concentração dos portadores de carga negativa. Condutividade intrínseca depende da concentração dos portadores de carga positiva. 7a Questão 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. Parábola. Elipse. Reta. Círculo. Hipérbole. 8a Questão Que átomos de impureza são utilizados na dopagem do silício para formar um semicondutor tipo n? Átomos com 2 elétrons na camada de valência. Átomos com 4 elétrons na camada de valência. Átomos com 5 elétrons na camada de valência. Átomos com 1 elétron na camada de valência. Átomos com 3 elétrons na camada de valência. 1a Questão Como é chamada a grandeza constante que está presente na Lei de Ohm? Condutividade Resistividade Resistência Condutância Indutância 2a Questão 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). Eletrônica + iônica Iônica. De orientação. Eletrônica. Magnética. 3a Questão 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 presença de impurezas em um material colabora para a diminuição da resistência a passagem de corrente elétrica e, portanto, colabora negativamente 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) 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. Deve-se adotar para compor o resistor de um chuveiro um material que não tenha sofrido qualquer tipo de deformação mecânica. 4a Questão Materiais cristalinos possuem seus átomos ¿dispostos¿ de forma periódica em uma rede tridimensional que se repete através de seu volume. Esta estrutura, aliada aos defeitos microestruturais que porventura se originam no processo de fabricação, não permitem o deslocamento retilíneo dos elétrons livres quando submetidos a um campo elétrico. 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 eé a mobilidade elétrica do elétron. Uma conseqüência da interação entre os defeitos da rede cristalina e os elétrons é: Aumento da resistividade elétrica do material. Aumento da aceleração eletrônica. Diminuição da resistênciaelétrica do material Deformação mecânica do material. Geração de calor. 5a Questão 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: A expressão σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh é imutável e nunca deve ser aproximada para uma forma mais simplificada sob pena de alterar-se gravemente a precisão da condutividade. σ = N ІeІ µh. σ = 2 P ІeІ µh σ = P ІeІ µh. σ = N ІeІ (µe + µh). 6a Questão A "Bell Telephone Laboratories" passou a década de 1940 tentando criar dispositivos eletrônicos comutadores que fossem mais eficientes e baratos que as válvulas utilizadas. Finalmente, em 1947, dois de seus pesquisadores, Walter H. Brittain e John Bardeen tiveram sucesso na criação de um dispositivo amplificador a partir de uma placa de silício imersa em solução salina; iniciava-se a era dos semicondutores. A modelagem física referente a estes materiais se desenvolveu bastante nos anos seguintes, originando conceitos como condutividade intrínseca, cuja expressão podemos descrever como p | e | b n | e | e. Com relação aos termos presentes na expressão anterior, podemos identificá-los como nos itens a seguir, com EXCEÇÂO de. e - mobilidade dos elétrons. b - mobilidade do buraco. n - número de átomos por metro cúbico. | e |- módulo da carga dos elétrons. p - número de buracos por metro cúbico. 7a Questão 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-n de silício Semicondutor extrínseco tipo-p de fósforo Semicondutor extrínseco tipo-p de silício Semicondutor extrínseco tipo-n de fósforo Semicondutor intrínseco de silício 8a Questão A resistividade de um material varia com a temperatura e, para pequenas variações, podemos assumir que a mesma obedece a expressão =0+T, onde 0 e ao constantes. Para variações maiores de temperatura, a expressão da resistividade pode assumir a forma =0+ T+T2 , onde 0 , b e são constantes. Baseado nas informações anteriores, indique a forma geométrica que melhor indica a variação da resistividade com a temperatura no último caso citado. Reta. Hipérbole. Parábola. Elipse. Círculo. 1a Questão 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: Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores intrínsecos de Silício O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco. 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. Semicondutores intrínsecos são aqueles que possuem impurezas. 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. 2a Questão 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 quântica. Velocidade de arraste. Velocidade elétrica. velocidade de deslocamento. Velocidade hiperstática. 3a Questão 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. Considera-se que o elétron desloca-se na velocidade de 20m/s aproximadamente em um processo de condução de carga no interior de um condutor tipo-p. Na eletrônica presente em microprocessadores, são utilizados somente semicondutores extrínsecos. Mobilidade elétrica é uma grandeza que representa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente nas junções P-N. A condutividade elétrica de um semicondutor expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas somente se o semicondutor for intrínseco, ou seja, puro. 4a Questão Em semicondutores, devemos considerar que sempre que ¿criamos¿ uma carga negativa, automaticamente "criamos" uma carga positiva (lei da conservação das cargas), que está associada ao conceito físico de vazio (volume deixado pela saída do elétron), "buraco" ou, em inglês, hole. A condutividade elétrica nos semicondutores intrínsecos é dependente da movimentação dos portadores de carga negativos (elétrons) e positivos (buracos) da seguinte forma: σ = N ІeІ µe + P ІeІ µh, onde σ é a condutividade elétrica do material (ohm.m)-1; onde N e P são as densidades de cargas negativas e positivas por volume (Número de cargas/m3), respectivamente І e І é o módulo da carga do elétron (1,6 x 10 -19 C), µe e µh são as mobilidades elétricas dos elétrons e dos buracos (m2/V m), respectivamente. Considerando o exposto, pode-se afirmar que: Nos condutores intrínsecos, tem-se N=P e, portanto, pode-se escrever que σ = N ІeІ (µe + µh). Nos condutores intrínsecos, raramente tem-se N=P e, portanto,
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