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Avaliando 01.pdf CCE0252_EX_A1_201308129424 » 00:00 de 40 min. Lupa Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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. 0,72 cm2 0,65 cm2 0,53 cm2 0,97 cm2 0,84 cm2 2. 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. 3,33 ohms 2,22 ohms 1,11 ohms 0,99 ohms 4,44 ohms 3. 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 1,09 cm2 2,09 cm2 3,09 cm2 4,09 cm2 4. 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 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 NÃO variam com a temperatura do condutor. Somente resistência elétrica varia com a temperatura. 5. 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 P=U.i V=R.i F=m.a V=N.i.E 6. 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 F=m.a V=R.i V=N.i.E P=U.i Avaliando 02.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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=0,0012m 2/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 2. Deseja-se construir um resistor com resistência igual 12,5 mΩ. Para isso será utilizado um condutor de seção reta igual a 0,38 mm 2 e comprimento igual a 0,33 metros. Determine o valor da resistividade do material a ser utilizado. 1,22x 10 -6 Ω.cm 1,88x 10 -6 Ω.cm 1,11 x 10 -6 Ω.cm 0,99 x 10 -6 Ω.cm 1,44 x 10-6 Ω.cm 3. 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 de arraste. Velocidade quântica. Velocidade hiperstática. Velocidade elétrica. velocidade de deslocamento. 4. 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=s/t v=E.e =W.A/l V=R.i 5. Em meados do século XX, materiais denominados de semicondutores foram desenvolvidos e fabricados em escala industrial, permitindo uma enorme evolução no âmbito da eletrônica de utensílios eletrodomésticos. A condutividade do semicondutor resultante da dopagem (incorporação de outro elemento em sua rede cristalina) é dada por =p.I e I.h, onde p é a concentração de buracos por metro cúbico, I e I é o módulo da carga do elétron, dado por 1,6.10-19C, e .h é mobilidade dos buracos. Baseado nas informações anteriores, calcule a condutividade do semicondutor de Silício resultante da dopagem com 5.1022/m3 átomos de Boro, considerando h = 0,05m 2/V.s 4 (ohm.m) -1 400 (ohm.m) -1 100 (ohm.m) -1 50 (ohm.m) -1 200 (ohm.m) -1 6. 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: Deformação mecânica, volume e pressão atmosférica. Volume, comprimento do condutor e impurezas. Temperatura, impureza e deformação mecânica. Temperatura, comprimento do condutor e pressão. Temperatura, pressão e impurezas. Avaliando 03.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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+T 2 , 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. Hipérbole. Círculo. Parábola. Elipse. Reta. 2. 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: 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. 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. 3. 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 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. 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. O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritário e a sua mobilidade em um semicondutor extrínseco. 4. Como é chamada a grandeza constante que está presente na Lei de Ohm? Resistência Indutância Condutividade Resistividade Condutância 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 mm 2 . Sabendo-se que a temperatura ambiente é igual a 20 o C 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 80 o C (Adotar na solução que o coeficiente de temperatura do cobre é igual a 3,9x10 -3 o C -1 ). 3,89 Ω 4,19 Ω 3,4 Ω 4,35 Ω 6,8 Ω 6. 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? 4,25KΩ 6KΩ 25KΩ 3KΩ 1KΩ Avaliando 04.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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 m2/V .S e 0 ,28 m2/V .S, a concentração de elétrons é: 618,57 x 1019 m-3 412,88 x 10 19 m-3 140,25 x 10 19 m-3 715,78 x 10 19 m-3 541,05 x 10 19 m-3 Gabarito Comentado 2. 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. A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Germânio. A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor extrínseco de Silício do tipo-n. A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Silício. A figura mostra a rede cristalina de um semicondutor intrínseco de Gálio. 3. Alguns componentes eletrônicos fazem uso de semicondutores extrínsecos e intrínsecos conjuntamente, sendo necessário que na temperatura de trabalho, o semicondutor intrínseco possua condutividade inferior a condutividade do extrínseco. No gráfico a seguir, no qual no eixo horizontal tem-se temperatura (oC e K) e no eixo vertical tem-se a condutividade elétrica (ohm.m) -1, podem-se observar curvas de evolução da condutividade de um semicondutor intrínseco de Silício, denominado no gráfico de intrinsic, e de dois semicondutores extrínsecos com concentrações de Boro de 0,0052% e 0,0013%. Baseado nestas informações, marque a opção correta.(CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Baseado no gráfico, podemos afirmar que: A temperatura de 100oC, o componente eletrônico montado com os condutores intrínseco e extrínseco provavelmente apresentará problemas referentes a condutividade. A temperatura de 100oC, o componente eletrônico terá que ser montado utilizando-se somente os condutores extrínsecos mostrados no gráfico. A temperatura de 100oC, o componente eletrônico montado com os condutores intrínseco e extrínseco provavelmente funcionará sem problemas referentes a condutividade. Em nenhuma temperatura exposta no gráfico, haverá problemas de inversão de condutividade elétrica. A partir das informações expostas no gráfico, percebe-se que em todas as temperaturas a condutividade elétrica do semicondutor intrínseco é superior a dos semicondutores extrínsecos. 4. A concentração de elementos dopantes é um parâmetro essencial na fabricação de semicondutores extrínsecos. Identifique, entre as opções a seguir, aquela que identifica um fenômeno físico que pode fornecer esta informação. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19). Efeito Hall. Efeito Tcherenkov. Lei de Ohm. Efeito Joule. Efeito Fischer. 5. O Germânio foi um dos elementos testados no início da microeletrônica para ser utilizado como semicondutor; porém, o mesmo possui algumas características diferentes com relação ao Silício; por exemplo, é muito comum em projetos de microcircuitos, utilizar como condutividade elétrica máxima para o Germânio o valor de 100 (ohm.m) -1. Considerando-se o exposto anteriormente e sabendo-se que a condutividade elétrica do semicondutor de Germânio em função da temperatura é dada por ln = 14 - 4.000. T-1 aproximadamente, onde T é a temperatura de trabalho em Kelvin, marque a opção correta abaixo: O componente poderá trabalhar a temperatura de 150oC, que corresponde a temperatura de 423K na escala Kelvin. O componente possui temperatura limite de trabalho igual a 170oC, que corresponde a 443K na escala Kelvin. O componente poderá trabalhar até a temperatura de 200oC, que corresponde a 473K. O componente só poderá trabalhar a temperatura ambiente de 25oC, que corresponde a 298K na escala Kelvin. O componente não apresentará limitações quanto a temperatura de trabalho. 6. Dos componentes eletrônicos que sugiram entre 1940 e 1950, talvez o transistor seja o mais utilizado; consiste de um componente microeletrônico fabricado com semicondutores intrínsecos e extrínsecos e utilizado na amplificação de sinais, substituindo o seu precursor da era das válvulas, o triodo. Nos primeiros anos da década de 50, os transistores eram fabricados com Silício, Gálio e Germânio, sendo este último abandonado em decorrência do melhor desempenho atingido com os transistores de Silício. Considerando que a mobilidade elétrica dos portadores de carga e a condutividade elétrica de um semicondutor estão relacionadas por=n.l e l.e, calcule a condutividade de um semicondutor de Silício dopado com 1023 átomos por m3 de Fósforo, sabendo-se que l e l =1,6.10 -19C e .e = 0,14m 2 /V.s. 2.000 (ohm.m) -1 1.500 (ohm.m) -1 11,43 (ohm.m) -1 2.240 (ohm.m) -1 2.500 (ohm.m) -1 Avaliando 05.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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. 5 m 12 m 15 m 13,5 m 10 m 2. 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: A diferença entre um condutor e um isolante é que o primeiro pode ser carregado O corpo 1 trata-se de um isolante elétrico, enquanto o corpo 2 é um condutor elétrico. Uma explicação para tal fenômeno é que no corpo 1, as cargas possuem liberdade de movimentação, enquanto no corpo 2, isso não ocorre. Provavelmente tanto o material 1 como o 2 são cerâmicos. Provavelmente 1 e 2 são semicondutores. 3. 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. Dois capacitores idênticos submetidos respectivamente a diferenças de potencial iguais a 2V e V/2 terão 2C e 1C de carga respectivamente. Um capacitor submetido a 120V e que tenha acumulado uma carga de 0,008C possui capacitância igual a 0,00007 F. A capacitância do capacitor sempre varia com a corrente elétrica do circuito, como mostra a expressão C=Q/V. Um capacitor que possui capacitância igual a 0,06F e está submetido a uma diferença de potencial igual a submetido a 2V acumula uma carga de 0,003C. Um capacitor que tenha acumulado uma carga de 0,010C e que possui capacitância igual a 2F está submetido a uma diferença de potencial igual a submetido a 0,05V 4. 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. 1,2 V 120 mV 640 mV 6,4 V 64 mV 5. 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. No CERMET o elemento resistivo é fabricado pela deposição de um filme composto de metal precioso e materiais cerâmicos. A composição de carbono produz um potenciômetro relativamente barato. No filme de carbono o elemento resistivo é fabricado pela deposição de um filme de carbono sobre um substrato ou base. No fio enrolado há limitação quanto a resolução e desempenho de ruído. Gabarito Comentado 6. 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 0. C=Q´/V. C=Q0 / V Q0 = C. V Avaliando 06.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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 polímeros são compostos de pequenas cadeias de carbono e são geralmente isolantes. Possuem boa ductilidade e alta temperatura de fusão. Os materiais isolantes, cerâmicos ou poliméricos, possuem muitos elétrons livres que não promovem condução elétrica por estarem presos a rede cristalina. Geralmente a carga elétrica cedida a um isolante espalha-se por todo sua extensão, não permitindo a sua condução. Os cerâmicos representam os materiais mais abundantes na natureza. Possuem condutividade elétrica e térmica baixas, além de apresentarem fragilidade a choques mecânicos. Os isolantes apresentam baixa resistividade elétrica e são raramente encontrados na natureza. 2. 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. Silício, Prata, água salgada. Madeira, borracha, Platina e isopor. Cobre, Ouro, Ferro e Níquel. Nitrato de Prata, madeira porosa e borracha. 3. 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: Todos os metais podem ser substituídos por polímeros condutores, nos casos que os primeiros atuam como condutores. Com o advento dos polímeros condutores, as luvas dos equipamentos de proteção individual poderão ser confeccionadas com este material. A condutividade de um polímero condutor nunca será comparável a de um condutor não polimérico. Nos casos em que o peso do condutor é relevante, é interessante ter a opção de substituir o metal condutor por polímeros condutores. No caso dos polímeros, a corrente elétrica gerada não depende da estrutura de elétrons presente. 4. 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: O carbeto de silício é um exemplo de material transdutor muito utilizadi em micrifones. Materiais ferroelétricos são materiais que possuem a capacidade de formação natural de dipolos elétricos, apresentando magnetização permanente. O titanato de bário é o exemplo de um material ferroelétrico, que pode ser utilizado como material dielétrico em capacitores. Os materiais ferroelétricos possuem alto custo, limitando o seu uso em Engenharia. Os materiais piezoelétricos são aqueles que transformam luz em energia elétrica. 5. 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. Ferro, madeira porosa e borracha. Borracha, isopor, madeira e cerâmica genérica. Silício, Prata, água pura salgada. Cobre, Ouro Níquel e Nitrato de Manganês. Madeira, borracha, Platina e isopor. 6. 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: umidade ambiente indutância temperatura ambiente alta frequência da corrente impurezas do ambiente Avaliando 07.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. Os semicondutores intrínsecos são aqueles que: Possuem carga elétrica negativa Não possuem resistividade Possuem carga elétrica neutra Possuem carga elétrica igual à zero Possuem carga elétrica positiva 2. 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 a diminuição da carga armazenada no capacitor. Com a inserção do dielétrico e manutenção da diferença de potencial, tem-se o aumento da carga armazenada no capacitor. Com a inserção do dielétrico e manutenção da diferença de potencial, tem-se que a carga armazenada no capacitor não se altera. Na situação descrita, não é possível manter a tensão aplicada no capacitor. O material inserido, denominado dielétrico, é condutor, permitindo a condução de mais cargas para o capacitor. 3. 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 el=1mm quando for utilizado um dielétrico de r =4, considerando-se que a capacitância não deve ser alterada. 1 mm 2,5 mm 2 mm 4 mm 0,5 mm 4. 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. Os cabos UTP podem ser aplicados em redes locais com distância total de até 100m. Nos cabos UTPs verifica-se também que quanto maior for a taxa de modulação, maior será o valor da atenuação do sinal com a distância percorrida. O acrônimo UTP significa Unshielded Twisted Pair ¿ UTP ou Par Trançado sem Blindagem. Admitem velocidade de transmissão de 10 MBits a 100MBits. Gabarito Comentado 5. 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: As fibras óticas devem ser mantidas afastadas de campos elétricos, sob pena de desvio e perda de informações. O feixe fotônico não se perde devido a igualdade entre os índices de refração do núcleo da fibra e as paredes. O feixe fotônico mantém sua trajetória contanto que não haja campo magnético externo. A diferença entre os índices de refração é essencial para confinar o feixe de luz. Embora a fibra contenha o feixe fotônico, se houver campo magnético presente, o campo é afetado. 6. 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: Em um isolante a energia cinética dos elétrons tende ao infinito. 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 maior em material isolante sob campo elétrico de mesma intensidade ao aumentarmos a temperatura. Em um material condutor a energia cinética dos elétrons tende a zero. Provavelmente a energia cinética dos elétrons será igual em material condutor e isolante quando submetidos a mesma diferença de potencial. Avaliando 08.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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 : Com o tempo e uso contínuo, alguns cristais que possuem estas propriedades apresentam a perda de intensidade na manifestação das mesmas. Geralmente as substâncias que apresentam o comportamento descrito são diamagnéticas ou paramagnéticas. As substâncias que apresentam as propriedades descritas anteriormente não podem apresentar simultaneamente propriedades ferroelétricas. Geralmente possuem estruturas cristalinas complexas e com baixo grau de simetria. Este comportamento pode ser aprimorado por meio do aquecimento acima da temperatura de Curie da substância, seguido de resfriamento até temperaturas criogênicas. Gabarito Comentado 2. Assinale a alternativa que contém apenas resistores ajustáveis. Trimpot, potenciômetro. Potenciômetro e resistor de carbono. Trimpot e resistor de fio. Trimpot e resistor de porcelana. Resistor de fio e resistor de carbono. 3. 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 de orientação. Eletrônica e iônica. De orientação e eletrônica. Iônica e de orientação. Iônica e eletrônica. 4. 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: Considerando os resistores variáveis, tem-se que esta variação pode seguir uma tendência linear ou logarítmica, entre outras funções matemáticas. Os resistores são denominados de fixos quando possuem um valor da resistência fixo durante a operação. O calor retirado do resistor possui diversas aplicações, entre elas o aquecimento de água e aquecimento do próprio ambiente em áreas frias do planeta. Os resistores são denominados de ajustáveis quando possuem o valor da resistência previamente determinados pelo fabricante antes da operação e pode ser modificado posteriormente. Os resistores são denominados de variáveis quando possuem uma variação desconhecida no valor da resistência durante a operação. Gabarito Comentado 5. 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 anteriormente descrita, pode-se dizer que: São denominados de magnéticos. São denominados de ferroelétricos. São denominados de diamagnéticos. São denominados de ferrimagnéticos. São denominados de piezoelétricos. 6. 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. São denominados de magnéticos. São denominados de diamagnéticos. São denominados de ferrimagnéticos. São denominados de ferromagnéticos. Avaliando 09.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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, sem blindagem sobre esta isolação, e finalmente a capa externa de polietileno ou PVC. O termo cabo coaxial se refere a condutores de seção circular dispostos em eixos geométricos difrerentes. 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. O termo cabo coaxial se refere a condutores de seção circular dispostos no mesmo eixo geométrico. São formados por dois condutores em paralelo evuma isolação de polietileno sólido ou expandido, uma blindagem sobre esta isolação, e finalmente a capa externa de polietileno ou PVC. 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. 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 papel. 2. 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). magnético. ferrimagnético. ferroelétrico. ferromagnético. diamagnético. 3. 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 respostaINCORRETA. Os indutores de possuem alta capacidade de armazenamento de campo magnético e pequena saturação de corrente. Nos indutores de núcleo de ferro, podem-se utilizar como material ferro ou óxido de ferro particulado ou laminado. Os transformadores são componentes que tem a função básica de aumentar ou diminuir a tensão. Nos indutores de núcleo de ferro, não há corrente passando pela bobina, mas somente pelo núcleo de ferro. Nos indutores de núcleo de ferro, a indutância é aumentada pela utilização deste núcleo. 4. 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). As fibras óticas são fabricadas com Óxido de Ferro. O sinal é transmitido através do núcleo da fibra e requer uma diferença de potencial elétrico As fibras podem ser multímodo, monomodo e polimodo A parte (1) é denominada de centro e a parte (2) é denominada de ex-centro. A transmissão de fótons pelo núcleo da fibra ótica se deve a diferença do índice de refração entre o núcleo e casa da fibra. 5. 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 (2) é um material isolante externo. O elemento (4) é um material plástico externo, que tem a função de proteger o cabo coaxial. O elemento (5) , interface entre os elementos (3) e (4) é uma cola condutora. O elemento (1) é composto por um condutor de cobre comercial. É onde o sinal elétrico contendo a informação é transmitido. O elemento (3) é um condutor externo. 6. 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 igualdade entre os índices de refração do núcleo da fibra e as paredes. O feixe fotônico não se perde devido a diferença entre os índices de refração do núcleo da fibra e as paredes. O feixe fotônico mantém sua trajetória contanto que não haja campo magnético externo. O feixe fotônico mantém sua trajetória contanto que não haja campo elétrico externo O feixe fotônico não se perde em decorrência da diferença de potencial estabelecida entre as extremidades da fibra. Avaliando 10.pdf Aluno: ANDERSON DE CASTRO Matrícula: 201308129424 Disciplina: CCE0252 - MAT.ELÉTRICOS Período Acad.: 2015.1 (G) / EX P rezado (a) A luno(a), Você fará agora seu EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO! Lembre-se que es te exercíc io é opcional, mas não valerá ponto para sua avaliação. O mesmo será composto de ques tões de múltipla escolha (3). Após a finalização do exerc ício, você terá acesso ao gabarito. A proveite para se familiarizar com este modelo de ques tões que será usado na sua AV e AVS. 1. 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. 5,5 x10-2 mm 6,6 x10-2 mm 3,3 x10-2 mm 2,2 x10-2 mm 4,4 x10-2 mm 2. Suponha que você, aluno conhecedor das propriedades elétricas dos materiais deseja diminuir a resistência de uma bobina elétrica, que deve passar de 30 ohms para 25 ohms. Sabendo-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 12m, pode-se dizer que: O valor de resistência requerido só poderá ser obtido aumenta-se em 50% o diâmetro do fio que compõe a bobina. Não é possível alterar o valor da resistência através da variação do comprimento do fio. O novo comprimento deverá ser de 14,4m. O novo comprimento poderá estar entre 11m e 12m. O novo comprimento deverá ser de 10 m. Gabarito Comentado 3. Capacitores são dispositivos capazes de armazenar energia elétrica através do acúmulo de cargas elétricas em, por exemplo, placas paralelas. A capacitância de um capacitor desse tipo é dada por C = o A/l, onde A representa a área das placas, l a distância entre elas e o= 9. 10 -12 C 2 N -1 m -2 é a permissividade do vácuo. Considerando um capacitor de placas quadradas e paralelas, cuja distância entre as mesmas é igual ao triplo do lado das placas, que por sua vez é igual a 50mm, obtenha a capacitância do capac itor. 45 pF. 150pF. 4,5 pF. 15 pF. 0,15 pF Gabarito Comentado 4. Considere as seguintes afirmações: I. Os resistores de película de filme de carbono são resistores de precisão, normalmente com tolerância de 1 ou 2%. II. Os resistores de filme metálico são resistores de precisão, normalmente com tolerância de 1 ou 2%. III. Os resistores de película de filme de carbono são resistores normalmente com tolerância de 5 ou 10%. IV. Os resistores de fio suportam apenas correntes de valores reduzidos e dissipam pouca potência. V. Os resistores de fio utilizam fios que são compostos de ligas que resultam em uma resistividade adequada para obter o valor da resistência desejado. Das afirmações listadas acima, são verdadeiras as seguintes: c) As afirmações III e IV. b) As afirmações II e III. e) As afirmações II, III e V. d) As afirmações I, II e IV. a) Somente a afirmação V. 5. A utilização de fibras óticas para a transferência de dados e a evolução da eletrônica representaram um salto tecnológico na indústria da informática, promovendo a democratização do acesso a internet e aos hardwares necessários. Considerando as figuras a seguir, podemos identificá-las como: (1) Resistor e (3) Cabo Coaxial. (1) Resistor e (3) fibra ótica. (2) Fibra ótica e (3) Resistor (1) Cabo coaxial e fibra ótica e (2) resistor. (1) Fibra ótica e (2) Cabo Coaxial. 6. Georg Simon Ohm (1787-1854) lecionou Física na Universidade de Munique e em 1827 e foi um dos pioneiros na investigação de propriedades dos resistores, o que lhe conferiu a imortalidade científica através da associação de seu nome, Ohm, a quantificação da característica resistividade de um material. Entre as informações referentes a um resistor, não podemos afirmar que: (MEYER HERBERT W., A History of Electricity and Magnetism . Connecticut, Norwalk, 1972, Chapter 3) O coeficiente de temperatura do resistor (TCR) descreve o comportamento da variação do valor da resistência em função da temperatura. O TCR é um parâmetro importante pois é desejável conhecer este comportamento antes da operação do componente. Qualquer impureza oriunda de elementos de boa qualidade servem para dopar semicondutores. A resistividade do semicondutor aumenta com a concentração de impurezas. Temperatura, presença de impurezas e deformação mecânica são fatores que influenciam a resistividade de um material.
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