Materiais Elétricos: Resistência, Condutividade e Velocidade de Deslocamento

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MATERIAIS ELÉTRICOS   
	Aluno(a): sss
	sss
	Acertos: 8,0 de 10,0
	00/00/00
		1a
          Questão
	Acerto: 0,0  / 1,0
	
	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:
		
	
	Não é possível alterar o valor da resistência através da variação do comprimento do fio.
	 
	O novo comprimento deverá ser de 7,5m.
	 
	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 poderá estar entre 3,3m e 7,5m.
	Respondido em 21/04/2020 12:16:01
	
		2a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Após completar a disciplina Materiais Elétricos, você compreende os parâmetros que determinam a resistência elétrica de um material. Desta forma, desejando aumentar a resistência elétrica de uma bobina em 20% através da diminuição da seção reta do condutor que a compõe (mantendo-se o comprimento do fio), expresse a diminuição porcentual da nova seção reta em relação a seção reta original.
		
	
	12%
	
	18%
	 
	16,7%
	
	25%
	
	15%
	Respondido em 21/04/2020 12:18:20
	
		3a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Em meados do século XX, materiais denominados de semicondutores foram desenvolvidos e fabricados em escala industrial, permitindo uma enorme evolução no âmbito da eletrônica de utensílios eletrodomésticos.
A condutividade do semicondutor resultante da dopagem (incorporação de outro elemento em sua rede cristalina) é dada por s=p.I e I.mh, 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 .mh 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 mh = 0,05m2/V.s
 
		
	
	100 (ohm.m) -1
 
	
	50 (ohm.m) -1
 
	
	4 (ohm.m) -1
	
	200 (ohm.m) -1
 
	 
	400 (ohm.m) -1
 
	Respondido em 21/04/2020 12:26:10
	
		4a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Os metais apresentam em sua microestrutura uma periodicidade na disposição dos átomos que os classifica como materiais cristalinos. Contudo, esta organização a nível atômico tem suas falhas, o que influencia na velocidade de transporte dos eletros, ou seja, quanto maior o número de falhas na estrutura cristalina, maior a dificuldade de deslocamento dos elétrons. Para descrever a velocidade desenvolvida por estas partículas (elétrons livres), criou-se o conceito de velocidade de deslocamento (drift velocity, em Inglês), dada por vd=E.me, onde E é a intensidade do campo elétrico e me 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 me=0,0012m2/V.s, escolha a opção que melhor reflete o valor da velocidade de deslocamento dos elétrons.
		
	
	50 m/s
	 
	0,72 m/s.
	
	500.000 m/s
	
	7,2 m/s
	
	5 m/s
	Respondido em 21/04/2020 12:29:43
	
		5a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	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.me, onde E é a intensidade do campo elétrico e me é 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 aceleração eletrônica.
	
	Aumento da resistividade elétrica do material.
	
	Deformação mecânica do material.
	 
	Geração de calor.
	Respondido em 21/04/2020 12:33:29
	
	
	Gabarito
Coment.
	
	
		6a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Em 1947, pesquisadores da "Bell Telephone Laboratories" obtiverem em laboratório um dispositivo amplificador a partir da imersão de uma placa de silício em uma solução alcalina. Um mês depois, introduziram na placa de silício, o germânio em quantidades pequenas, como impureza, melhorando ainda mais o desempenho do dispositivo. Estava iniciada a era dos semicondutores extrínsecos. A tecnologia criada nesta época originou materiais constituídos de uma matriz "pura" de um determinado elemento com pequeníssimas quantidades de impurezas de outro elemento, como, por exemplo, uma matriz de Si, que apresenta quatro elétrons em sua última camada, com átomos de P inseridos, os quais possuem valência 5.
Com relação ao material descrito anteriormente, PODEMOS descrevê-lo como:
		
	
	Semicondutor extrínseco tipo-p de fósforo
	
	Semicondutor extrínseco tipo-p de silício
	 
	Semicondutor extrínseco tipo-n de silício
	
	Semicondutor intrínseco de silício
	
	Semicondutor extrínseco tipo-n de fósforo
	Respondido em 21/04/2020 12:35:00
	
		7a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Uma amostra de um determinado semicondutor a uma dada temperatura tem condutividade de 280 (Ω.m)^(-1). Sabendo que a concentração de buracos é de 2 x 10^20 m^(-3) e que a mobilidade de buracos e elétrons nesse material são respectivamente 0,09 m^2/V.S e 0,28 m^2/V.S, a concentração de elétrons é:
		
	
	715,78 x 10^19 m^-3
	
	140,25 x 10^19 m^-3
	
	412,88 x 10^19 m^-3
	
	541,05 x 10^19 m^-3
	 
	618,57 x 10^19 m^-3
	Respondido em 21/04/2020 12:37:19
	
	
	Gabarito
Coment.
	
	
		8a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	A concentração de elementos dopantes é um parâmetro essencial na fabricação de semicondutores extrínsecos. Identifique, entre as opções a seguir, aquela que identifica um fenômeno físico que pode fornecer esta informação. (CALLISTER, WILLIAM D. Jr. Materials Science and Engineering ¿ An Introduction, John Wiley & Sons, USA, 1997, Chapter 19).
 
		
	
	Efeito Joule.
	
	Efeito Fischer.
	
	Lei de Ohm.
	
	Efeito Tcherenkov.
	 
	Efeito Hall.
	Respondido em 21/04/2020 12:39:03
	
		9a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Em uma experiência típica envolvendo eletricidade, consideram-se dois corpos, 1 e 2, suspensos por fios isolantes, aos quais foram fornecidas cargas elétricas iguais. Observa-se que o corpo 1 adquire carga em toda a sua superfície, enquanto o corpo 2 mantém a carga concentrada no ponto de carregamento. Considerando as informações, escolha a alternativa correta:
		
	
	Provavelmente 1 e 2 são semicondutores.
	
	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.
	
	A diferença entre um condutor e um isolante é que o primeiro pode ser carregado
	Respondido em 21/04/2020 12:41:23
	
		10a
          Questão
	Acerto: 0,0  / 1,0
	
	Deseja-se construir um capacitor de 1,2 nF utilizando-se duas placas paralelas espaçadas de 0,2 mm. O valor da constante dielétrica do material utilizado é 2,26. Determine a área de cada uma das placas a serem utilizadas.
		
	 
	160 cm2
	
	180 cm2
	
	100 cm2
	
	140 cm2
	 
	120 cm2