Questões Multidisciplinares NP1

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QUESTÕES MULTIDISCIPLINARES
1º SEMESTRE / 2018
Questões
Questão 1:
Um microprocessador precisa verificar o estado de um dispositivo de saída a cada 20ms. Isto é feito por meio de um timer que alerta o processador a cada 20ms. A interface do dispositivo inclui duas portas: uma para estado e uma para saída de dados. O microprocessador utiliza uma instrução para verificar o estado do dispositivo e outra para examinar o seu conteúdo. Se o dispositivo estiver pronto, é necessária mais uma instrução para enviar os dados ao dispositivo. O microprocessador possui uma taxa de clock de 8MHz e todos os ciclos de instrução pertinentes são de 12 ciclos de clock. 
STALLINGS, W. Arquitetura e Organização de Computadores, 8 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.
Quanto tempo é necessário para se verificar e atender o dispositivo?
	A. 0,060μs.
	B. 0,375μs.
	C. 1,5μs.
	D. 3,0μs.
	E. 4,5μs.
Questão 2:
No seu primeiro dia de trabalho em uma fábrica de papel, um engenheiro é convocado para substituir o sistema de controle analógico do motor principal da bobinadora por um digital. Entre os diagramas elétricos que o fabricante forneceu, na época da compra do equipamento, o engenheiro encontrou o detalhe do controlador, mostrado na figura abaixo.
Trata-se de um controlador proporcional-integral, cujos ganhos Kp (proporcional) e Ki (integral) são, respectivamente, iguais a
A. 10 e 1.
B. 10 e 10.
C. 10-1 e 1.
D. -10 e -102.
E. -10-2 e -10-8.
Questão 3:
Os projetos de infraestrutura para geração de energia elétrica são desenvolvidos e construídos para benefício da sociedade. Entretanto, também podem causar impactos negativos no meio ambiente e nas comunidades da região. Diante disso, em um planejamento de construção de uma usina hidrelétrica, é necessário um Estudo de Impacto Ambiental para avaliação da viabilidade ambiental da obra. Uma das preocupações nesse estudo é o impacto da não remoção prévia da vegetação da região a ser alagada para construção da barragem. Poderia ser consequência do afogamento dessa vegetação a 
I. proliferação de algas.
II. produção de gás sulfídrico.
III. diminuição de macrófitas aquáticas.
IV. diminuição da biodiversidade local.
É correto apenas o que se afirma em
A. I e II.
B. I e III.
C. III e IV.
D. I, II e IV.
E. II, III e IV.
Questão 4: 
Com um amplificador operacional ideal, polarizado adequadamente, tem-se o circuito eletrônico abaixo, em que as entradas são representadas pelas fontes de tensão contínuas V1 e V2, a saída é dada pela tensão Vo e os símbolos V+ e V- indicam as entradas não inversoras e inversoras, respectivamente. Na situação descrita,
A. o circuito tem a função de amplificar a soma entre suas entradas.
B. à medida que a temperatura ambiente aumentar, a tensão de saída Vo decresce.
C. o amplificador operacional estará em saturação, se as tensões V1 e V2 forem iguais.
D. a tensão na saída Vo será menor do que zero e vice-versa, se a diferença V1- V2 for maior que zero.
E. a tensão de saída Vo será de -15V, se o ganho A do amplificador operacional for igual a 100000.
Questão 5:
As condições gerais de fornecimento de energia elétrica que estabelecem as disposições a serem observadas pelas distribuidoras de energia elétrica e pelos consumidores encontram-se consolidadas na Resolução no. 414 da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, em vigor desde 15/09/2010. Essa regulamentação estabelece, para as unidades consumidoras do Grupo A e com modalidade tarifária convencional, a obrigatoriedade de contratação de valor único de demanda (kW) na vigência do contrato e aplicação de tarifa única no faturamento desse item. A regulamentação anterior permitia contratação de valores distintos para cada mês.
A Resolução determina, ainda, que o montante a ser faturado do consumidor, com exceção de algumas classes especiais, é o maior valor entre a demanda contratada e a demanda medida. Estabelece também que, se a demanda medida ultrapassar em mais de 5% a demanda contratada, será cobrado um acréscimo na tarifa (cerca de 3 vezes o valor normal) sobre o montante excedente (ultrapassagem de demanda). A tabela e o gráfico a seguir apresentam a evolução das demandas contratadas e medidas de uma unidade consumidora do Grupo A e tarifa convencional, anteriores à entrada em vigor da nova legislação. Verifica-se que é necessária a atualização do contrato com a concessionária de energia, com a contratação de valor único para a demanda.
Avaliando os dados apresentados, qual o valor aproximado a ser recomendado para contratação de demanda, mantidas as condições de consumo apresentadas no gráfico, de forma a se garantir que não haverá cobrança de ultrapassagem de demanda dessa unidade consumidora?
A. 4.400kW
B. 5.000kW
C. 6.000kW
D. 6.300kW
E. 6.600kW
Questão 6: 
Uma das maiores e mais importantes aplicações para o diodo Zener é servir como regulador de tensão, proporcionando tensões estáveis para uso em fontes de alimentação, voltímetros e outros instrumentos. O circuito da figura abaixo é implementado com o uso de diodos Zener, e a tensão aplicada na entrada do circuito é senoidal, cujos valores máximos positivo e negativo variam entre +20 V e -20 V. Após passar pelos diodos Zener, a tensão na saída foi limitada e varia entre +9,1 V(positivo) até -5,1 V(negativo), conforme ilustrada a figura a seguir.
Em face do exposto, admitindo-se que os diodos são ideais, o circuito com diodo Zener entre os pontos X e Y (no espaço marcado com o ponto de interrogação) que deve ser inserido nessa posição é
	A. 
	B. 
	C. 
	D. 
	E. 
	
Questão 7:
Há algum tempo, para se ter um controle preciso de velocidade, eram utilizados os motores de corrente contínua. Entretanto, o emprego dessas máquinas acarretava elevados custos de manutenção e problemas nos comutadores e escovas. Com a evolução da eletrônica de potência, aliada à necessidade de aumento de produção e redução no consumo de energia elétrica, os conversores com operação de seis (6) pulsos e com modulação por largura de pulsos (PWM) senoidal se tornaram uma prática comum na indústria no acionamento de motores de indução. Isso principalmente nas aplicações em que o motor opera com velocidades estacionárias por longos períodos de tempo, ou seja, não é necessário um desempenho dinâmico ótimo. Inicialmente, como não havia chaves semicondutoras que operavam em alta frequência, surgiram os inversores de seis (6) pulsos. Nesses conversores, a tensão contínua de entrada é controlada pelo retificador de forma a variar a amplitude da tensão de saída. Assim, o inversor controla somente a frequência da tensão de saída. Posteriormente, surgiram os inversores com modulação por largura de pulsos (PWM), que operam com frequências elevadas e proporcionam controle simultâneo da amplitude e da frequência das tensões aplicadas à máquina. A evolução dos tradicionais conversores de 6 pulsos para os PWM senoidais trouxe alguns benefícios, podendo-se destacar: redução do conteúdo harmônico das tensões e correntes; redução das oscilações de conjugado; diminuição das perdas do motor. Considerando a utilização dessas duas formas de acionamento do motor de indução trifásico (6 pulsos e PWM senoidal), analise os seguintes sinais de tensão e corrente para uma das fases ilustrados a seguir.
Considerando essas formas de onda, é correto afirmar que os verdadeiros sinais de tensão e corrente, característicos do acionamento dos motores de indução trifásicos pelos conversores de 6 pulsos e PWM senoidal, são apenas aqueles apresentados nas figuras:
	A. I e II.
	B. I e III.
	C. II e IV.
	D. I, III e IV.
	E. II, III e IV.
Questão 8:
Um conversor A/D de aproximações sucessivas de 10 bits aceita como entrada valores de tensão entre –10V e +10V. Nesse caso, a resolução do conversor é 
A. menor que 10mV.
B. maior que 10mV e menor que 30mV.
C. maior que 30mV e menor que 50mV.
D. maior que 50mV e menor que 70mV.
E. maior que 70mV.
Questão 9:
Deseja-se fazer uma instalação elétrica em um imóvel que possui um grande corredor de circulação, conforme ilustra a figura abaixo.A instalação elétrica desejada consiste em permitir que os dois pontos de luz (L1 e L2) possam ser ligados ou desligados simultaneamente, a partir de qualquer um dos dois interruptores disponíveis (I1 e I2). As conexões através de fios elétricos A-F e F-H já estão indicadas no diagrama.
O conjunto das demais conexões para completar a instalação elétrica desejada é dado por
	A. B-G; G-I; F-C; I-J; D-K e E-L
	B. B-C; C-J; J-I; I-G e D-K
	C. B-C; C-J; E-L; D-G e K-I
	D. B-C; C-G; H-J; D-K e E-L
	E. B-C; D-K; E-L; J-I e I-G
	
Questão 10:
O circuito representado na figura acima é conhecido como conversor Buck-Boost, sendo Vi a tensão contínua da entrada e Vo, a tensão de saída. 
Sobre este circuito, considere as afirmações a seguir. 
Considerando as informações apresentadas e analisando as afirmações acima, conclui-se que:
 
A. as duas afirmações são verdadeiras e a segunda justifica a primeira. 
B. as duas afirmações são verdadeiras e a segunda não justifica a primeira. 
C. a primeira afirmação é verdadeira e a segunda é falsa. 
D. a primeira afirmação é falsa e a segunda é verdadeira. 
E. as duas afirmações são falsas. 
Análise das questões
Questão 1: Microprocessador
O microprocessador, popularmente chamado de processador, é um circuito integrado que realiza as funções de cálculo e de tomada de decisão de um computador. Todos os computadores e equipamentos eletrônicos baseiam-se nele para executar suas funções. Podemos dizer que o processador é o cérebro do computador, pois ele realiza todas as funções citadas e é responsável por tornar o computador “inteligente”.
Um microprocessador incorpora as funções de uma unidade central de computador (CPU) em um ou mais circuitos integrados. Ele é um dispositivo multifuncional programável, que aceita dados digitais como entrada, processa de acordo com as instruções armazenadas em sua memória e fornece resultados como saída. Microprocessadores operam com números e símbolos representados no sistema binário.
O microprocessador moderno é um circuito integrado formado por uma camada, chamada de mesa epitaxial de silício. Essa mesa é trabalhada para que se forme um cristal de extrema pureza, de espessura mínima e de grande precisão, que deve ser cuidadosamente mascarado por um processo fotográfico e exposto a altas temperaturas em fornos que contêm misturas gasosas de impurezas. Esse processo é repetido, de acordo com a necessidade, para a formação da microarquitetura do componente.
Responsável pela execução das instruções em um sistema, o microprocessador escolhido entre os disponíveis no mercado determina, em certa medida, a capacidade de processamento do computador e o conjunto primário de instruções que ele compreende. O sistema operacional é construído sobre esse conjunto.
O próprio microprocessador subdivide-se em várias unidades e trabalha em altas frequências. A ULA (Unidade Lógica Aritmética), unidade responsável pelos cálculos aritméticos e lógicos, e os registradores são partes integrantes do microprocessador.
Embora seja a essência do computador, o microprocessador, diferentemente do microcontrolador, está longe de ser um computador completo. Para que possa interagir com o utilizador, ele precisa de memória, dispositivos de entrada/saída, um clock, controladores, conversores de sinais etc. Cada um desses circuitos de apoio interage de modo peculiar com os programas e, dessa forma, ajuda a moldar o funcionamento do computador.
Análise da questão
A resposta para a questão depende do aproveitamento da quantidade de ciclos de clock necessários para realizar todas as rotinas. No caso apresentado, são necessários 12 ciclos de clock para cada instrução.
Como são usadas três instruções para essa tarefa (uma para verificar o estado do dispositivo, outra para examinar o seu conteúdo e a terceira para enviar os dados ao dispositivo), são necessários 12x3=36 ciclos de clock para a atividade em questão.
Com um clock de 8MHz, o tempo de um ciclo de clock é 
Com 36 ciclos de instrução a serem realizados, obtém-se 
Alternativa correta: E.
Questão 2: Controlador PI
O controlador proporcional-integrador PI tem como objetivo realizar controles com os menores erros possíveis, o que garante resultados experimentais mais precisos.
Esse controlador opera com controle do tipo P (proporcional), o controle mais simples, que possibilita ao projetista satisfazer apenas um critério de desempenho em malha fechada como, por exemplo, a diminuição do sinal de erro.
A adição da ação integral no controlador P visa a fazer com que processos do tipo 0 sejam transformados em tipo 1. 
A ação integral é geralmente utilizada em conjunto com a ação proporcional, formando o controlador PI, cujo sinal de controle é dado por uma equação do tipo:
Na integral acima, t representa o tempo, h(t) representa o output no controlador em função do tempo, K representa a constante de proporcionalidade, Ti representa a constante de integração e e(t) representa o sinal de erro em função do tempo.
A resolução da equação acima é facilitada com o auxílio das transformadas de Laplace que, em vez de usar a variável t, utilizam a variável frequência s. Essa mudança leva à seguinte equação:
Na equação acima, Kp é o ganho proporcional e Ki é o ganho integral no controlador.
No caso particular em que o controlador é alimentado apenas com sinal de erro e(s) e tem função de saída h(s), sua função de transformação G(s) é:
Análise da questão
O módulo superior do controlador é representado por um integrador, conforme figura 1.
A montagem inversora apresenta função de transferência G1(s) dada pelo quociente negativo entre a impedância da realimentação (Zf1) e a impedância da entrada (Zi1). Ou seja,
Na figura 1, vemos que a capacitância do capacitor (C1) vale 10μF, ou seja, 10.10-6F. Assim, a impedância da realimentação (Zf1) pode ser calculada por
Na figura 1, vemos que a resistência do resistor (R6) vale 10kΩ, ou seja, 10.103Ω. Esse é o valor da impedância da entrada (Zi1).
Assim, a função de transferência G1(s) fica
O módulo inferior do controlador é representado por um amplificador operacional, conforme figura 2.
O amplificador operacional apresenta função de transferência G2(s) dada pelo quociente negativo entre a impedância da realimentação (Zf2) e a impedância da entrada (Zi2). Ou seja,
Na figura 2, vemos que a resistência do resistor (R6) vale 100kΩ, ou seja, 100.103Ω. Esse é o valor da impedância da entrada (Zi2). Nessa figura, também vemos que a resistência do resistor (R5) vale 10kΩ, ou seja, 10.103Ω. Esse é o valor da impedância da entrada (Zi2).
Assim, a função de transferência G2(s) fica
Na figura 3, temos o trecho final do controlador ilustrado no enunciado.
A função de transferência G3(s) associada à figura 3 é dada por G3=-(G1+G2), pois o trecho ilustrado funciona como um somador ponderado inversor de ganhos iguais para ambas as entradas (R2 e R3). Logo,
Ou seja,
Comparando a expressão acima com a equação indicada na introdução teórica, ou seja,, concluímos que o coeficiente do proporcional Kp vale 10 e que o coeficiente do integrador Ki também vale 10.
Alternativa correta: B.
Questão 3: Construção de barragens
Como ainda não é possível armazernar energia elétrica produzida pelas usinas, a construção de barragens para a formação de grandes reservatórios é fundamental para armazenar a água no período de chuvas e utilizá-la no período de seca.
No entanto, a construção de grandes barragens provoca impactos ambientais, como inundação de terras de plantio; destruição de florestas e jazidas minerais; destruição do habitat de animais, de plantas e de pessoas; problemas na reprodução dos peixes (piracema), devido ao bloqueio da subida dos peixes para a desova; impactos diretos na redução da biodiversidade aquática, no fluxo de água subterrânea, na qualidade da água do rio, no microclima e na infraestrutura da região.
Análise das afirmativas
I e II – Afirmativas corretas. 
JUSTIFICATIVA. A inundação e o afogamento da mata provocam a proliferação de microrganismos aquáticos(algas) e a formação de gás sulfídrico no local.
III – Afirmativa incorreta. 
JUSTIFICATIVA. As inundações das vegetações não interferem nas macrófitas aquáticas.
IV – Afirmativa correta. 
JUSTIFICATIVA. Inundações agridem o habitat dos animais que ali vivem e destroem as plantas regionais da área alagada.
Alternativa correta: D.
Questão 4: Amplificador operacional
O amplificador operacional apresenta um acoplamento com duas entradas (diferenciais) e uma saída simples. O amplificador operacional ideal é aquele que tem ganho infinito, impedância de entrada infinita e impedância de saída zero. 
O amplificador nos moldes atuais obtém valores altos de ganho e de impedância de entrada. Além disso, ele apresenta baixa impedância de saída. 
Análise das alternativas
A – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. O circuito tem a função de amplificar a diferença entre suas entradas, e não a soma, porque o amplificador tem uma entrada inversora e uma não inversora.
B – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. A temperatura não interfere no amplificador porque ele é ideal.
C – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. Sendo as tensões V1 e V2 iguais e as diferenças amplificadas pelo amplificador organizacional, V1–V2 é igual a zero. Por ser um aplificador ideal, o ganho é considerado infinito e o produto entre zero e infinito resulta em inconsistência.
D – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. A tensão na saída Vo será menor do que zero somente se a diferença V1- V2 for negativa; se não será maior do que zero.
E – Alternativa correta.
JUSTIFICATIVA. Para um amplificador operacional de malha aberta, como o apresentado no enunciado, a tensão de saída é igual à diferença das tensões aplicadas nas entradas, multiplicada pelo ganho. Ou seja, a tensão de saída Vo é igual ao ganho A multiplicado pelas diferenças das entras V1 e V2. Assim, Vo=A.(V1-V2)=100.000[(6,35x10-3)- (6,5x10-3)]=100.(-0,15)=-15V.
Questão 5: Potência, energia e demanda
É fundamental conhecer a forma como é cobrada a energia elétrica e como são calculados os valores apresentados nas contas de luz do consumidor.
A conta de luz reflete como a energia elétrica é utilizada em determinado período. Existem várias alternativas de enquadramento tarifário disponíveis para alguns consumidores. O conhecimento da formação da conta e dos hábitos de consumo permite escolher a forma de tarifação mais adequada e que resulta em menor despesa com a energia elétrica. 
Assim, vale definirmos alguns termos que compõem o extrato da conta de luz, como os citados a seguir. 
· Potência: é a “capacidade” de consumo de um aparelho elétrico, sendo expressa em watts (W) ou quilowatts (kW), que corresponde a 1000 watts. Um chuveiro elétrico pode ter uma potência de 5000W ou 5,0kW. 
· Energia: é a quantidade de eletricidade utilizada por um aparelho elétrico ao ficar ligado por determinado tempo. As unidades mais usuais é o quilowatt hora (kWh) e o megawatt-hora (MWh). Um chuveiro elétrico, se ficar ligado por duas horas, consumirá 10kWh, ou seja 5kW x 2 horas. Na conta de energia elétrica dos pequenos consumidores, como, por exemplo, as residências, cobra-se apenas a energia utilizada (consumo). Consumidores médios e grandes pagam tanto pela energia quanto pela potência. 
· A potência aparece nas contas dos consumidores médios e grandes com o nome de demanda, que corresponde à potência média verificada em intervalos de 15 minutos.
Resolução da questão
Para evitar a multa, a demanda medida não pode ultrapassar os 5% da demanda contratada. Portanto, a demanda contratada (DC) acrescida de 5% deverá ser menor do que o maior valor medido (MVM), ou seja, 
DCx1,05 < 6267
DC < (6267/1,05)
DC < 5969
DC =~ 6000
Alternativa correta: C.
Questão 6: Diodo Zener
O dispositivo leva o nome em homenagem a Clarence Zener, que descobriu essa propriedade elétrica.
Diodo Zener, também conhecido como diodo regulador de tensão, diodo de tensão constante, diodo de ruptura ou diodo de condução reversa, é um dispositivo ou componente eletrônico semelhante a um diodo semicondutor, especialmente projetado para trabalhar sob o regime de condução inversa, ou seja, acima da tensão de ruptura da junção PN. 
Nesse caso, há dois fenômenos envolvidos o efeito Zener e o efeito avalanche. Qualquer diodo inversamente polarizado praticamente não conduz corrente, desde que não ultrapasse a tensão de ruptura. 
Existe uma pequena corrente inversa, chamada de corrente de saturação, que ocorre devido unicamente à geração de pares de elétron-lacuna na região de carga espacial, à temperatura ambiente. No diodo Zener, acontece o mesmo. A diferença é que, no diodo convencional, ao atingir determinada tensão inversa, a corrente inversa aumenta bruscamente (efeito de avalanche), causando o efeito Joule. Consequentemente, a dissipação da energia térmica acaba por destruir o dispositivo, não sendo possível reverter o processo. No diodo Zener, ao atingir a tensão Zener (geralmente bem menor do que a tensão de ruptura de um diodo comum), o dispositivo passa a permitir a passagem de correntes bem maiores do que a de saturação inversa, mantendo constante a tensão entre os seus terminais. Cada diodo Zener apresenta uma tensão de Zener específica, como, por exemplo, 5,1 Volts, 6,3 Volts, 9,1 Volts, 12 Volts e 24 Volts.
Quanto ao valor da corrente máxima admissível, existem vários tipos de diodos. Um dado importante na especificação do componente a ser utilizado é a potência do dispositivo. Por exemplo, existem diodos Zener de 400 mili Watts e 1 Watt. O valor da corrente máxima admissível depende dessa potência e da tensão de Zener. Por isso, o diodo Zener encontra-se geralmente associado a uma resistência ligada em série, destinada precisamente a limitar a corrente a um valor admissível.
Análise das alternativas
A – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. O ramo apresentado tem dois diodos Zener reversamente polarizados no primeiro semiciclo, sendo um de 9,1V (superior) e o outro de 5,1V (inferior). Quando é aplicada uma tensão senoidal de 0 a 20V, o diodo de 9,1V somente conduz quando a tensão de entrada atingir 9,1V; até esse momento, a tensão de saída é igual à tensão de entrada, ou seja, varia de 0 a 9,1V. A partir dessa tensão, o diodo conduz e a tensão de saída torna-se igual à tensão do diodo, 9,1V, mantendo essa tensão constante. 
O segundo diodo de 5,1V, no primeiro semiciclo, em que a tensão varia de 0 a 20V, conduz reversamente a partir de 5,1V, ou seja, não irá interferir no circuito no primeiro semiciclo. Portanto, para o primeiro semiciclo, a posição dos dois diodos estão corretas. No segundo semiciclo, em que a tensão de entrada varia de 0 a -20V, o primeiro diodo, 9,1V, e o segundo diodo, 5,1V, conduzem como se fossem um diodo comum, diretamente polarizado. Por serem ideais, a saída apresenta um curto circuito, e, consequentemente, um potencial nulo, que não corresponde ao gráfico, de -5,1V. 
B – Alternativa incorreta. 
JUSTIFICATIVA. Para o primeiro semiciclo, os dois diodos estão diretamente polarizados. Quando é aplicada uma tensão senoidal variando de 0 a 20V, os dois conduzem no primeiro semiciclo e produzem um potencial nulo por serem ideais. No segundo semiciclo, a tensão se limitará no valor de -9,1V.
C – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. O ramo apresentado tem o diodo de 9,1V (superior) polarizado diretamente e o outro de 5,1V (inferior) polarizado reversamente. Quando é aplicada uma tensão senoidal com variação de 0 a 20V, o diodo de 9,1V está em curto por ser ideal. O segundo começa a conduzir a partir de 5,1V e limita nesse valor, diferentemente do apresentado no gráfico que é de 9,1V. 
 D – Alternativa incorreta.
JUSTIFICATIVA. O diodo superior de 5,1V está polarizado reversamente e o segundo de 9,1V (inferior) está polarizado diretamente. No primeiro semiciclo, o diodo superior conduz a partir de 5,1V e o segundo está em curto, gerando um potencial nulo por ser ideal. Portanto, ele não atinge na saída uma tensão de 9,1V. 
E – Alternativa correta.
JUSTIFICATIVA. O diodo superior de 9,1V está polarizado reversamentee o segundo de 5,1V (inferior) está polarizado diretamente. No primeiro semiciclo, tensão de 0 a 20V, o diodo superior começa a conduzir a partir de 9,1V, mantendo a tensão de saída de 0 até 9,1V, e o segundo começa a conduzir a partir de 0V, por ser ideal, porém não interfere no circuito. No semiciclo negativo, o diodo inferior de 5,1V está reversamente polarizado, porque começa a conduzir a partir de 5,1V, e o diodo superior está em curto, gerando potencial nulo por ser ideal, resultando em uma tensão de saída de -5,1V.
Questão 7: Inversores
Os motores AC (motores de corrente alternada) são projetados para operar em regime de alimentação senoidal. A forma da tensão de saída do inversor deve ser a mais próxima possível de uma senoide, evitando-se, assim, harmônicos no circuito elétrico.
A onda quadrada de referência trifásica de alguns inversores deve ser substituída por uma onda senoidal trifásica com comprimento de pulso senoidalmente modulado dentro de um semiciclo.
O controle da tensão de saída do PWM (inversor com modulação por largura de pulsos), por exemplo, é obtido com a variação da amplitude da senoide. Isso altera o comprimento dos pulsos da saída e preserva o modelo de modulação senoidal. A operação em frequência ajustável de um inversor PWM senoidal para controle de motores AC requer a geração de um conjunto de três tensões de referência senoidais de amplitude e frequência ajustáveis. Se o motor deve operar em velocidades muito baixas, o oscilador de referência deve ter a correspondente capacidade de diminuir a frequência até zero.
Com as técnicas tradicionais de circuitos analógicos, torna-se difícil gerar uma onda de referência senoidal sem encontrar problemas de "offset" DC e "drift". Por isso, muitos inversores PWM usados no passado adotaram a estratégia de onda quadrada, pois assim se conseguia melhor ajuste na frequência. A implementação do PWM senoidal foi facilitada pelas modernas técnicas de circuitos digitais, com memórias programáveis ou circuitos customizados LSI.
Análise da questão
 A figura I apresenta uma variação de tensão produzida por um controlador de 6 pulsos, 3 degraus para o lado positivo e 3 degraus para o lado negativo. 
A figura II apresenta uma senoide comum, sem interferência de conversores, e entrada típica da concessionária de energia, sem equipamentos adicionais.
A figura III é a modulação de uma senoide por largura de pulsos, encontrada no conversor PWM senoidal.
A figura IV é uma onda quadrada típica de conversor DC (corrente contínua).
Os conversores de 6 pulsos e PWM senoidal são apresentados nos gráficos I e III.
Alternativa correta: B.
Questão 8: Conversor A/D
Os conversores A/D são muito úteis na interface entre dispositivos analógicos e dispositivos digitais, como microprocessadores, microcontroladores e DSPs (Digital Signal Processor). Eles têm aplicação nas leituras de sensores, na digitalização de áudio e vídeo, na operação de relés de proteção de sistemas elétricos de potência etc.
O sinal analógico é recebido, convertido e processado pelos circuitos digitais dos equipamentos, como, por exemplo, microcontrolador, microcomputador ou relé de proteção digital.
O conversor analógico-digital é um dispositivo eletrônico capaz de gerar uma representação digital a partir de uma grandeza analógica, normalmente um sinal representado por um nível de tensão ou de intensidade de corrente elétrica.
Por exemplo, um conversor A/D de 10 bits, preparado para um sinal de entrada analógica de tensão variável de 0V a 5 V, pode assumir os valores binários de 0 (0000000000) a 1023 (1111111111), ou seja, é capaz de capturar 1024 níveis discretos de determinado sinal. Se o sinal de entrada do suposto conversor A/D estiver em 2,5 V, por exemplo, o valor binário gerado será 512.
Resolução da questão
A resolução R de um conversor é dada pela equação
Na equação, n é o número de bits e E é a faixa de tensão envolvida na entrada. Para o exercício dado, tem-se n=10 e E=[10-(-10)]V=20 V. Portanto, a equação da resolução R será
Esse número, 20mV, encontra-se entre 10mV e 30mV.
Alternativa correta: B.
Questão 9: Instalações Elétricas
A instalação elétrica desejada consiste em permitir que dois pontos de luz, indicados por L1 e L2, possam ser ligados OU desligados simultaneamente, a partir de qualquer um dos dois interruptores disponíveis, indicados por I1 e I2. Portanto, podemos trabalhar com as possibilidades de ligação entre os interruptores por uma Tabela-Verdade, com o uso de uma lógica de ligação, conforme ilustrado na figura 5.
Baseando-se no circuito elétrico dado pelo enunciado, apresentamos a figura 6, na qual é representada a forma de conexão entre os dispositivos localizados na planta baixa do corredor, conforme o resultado da Tabela-Verdade.
Observa-se na tabela que, para as lâmpadas estarem ligadas ou desligadas simultaneamente, é necessário que os interruptores, que são as variáveis do circuito, estejam posicionados coincidentemente no estado desligado (0) e no estado ligado (1).
	O resultado da Tabela-Verdade é . Portanto, os chaveamentos D-K e E-L são necessários.
	A conexão B-C é necessária para que haja fluxo de corrente no circuito, assim como as conexões I-J ou J-I. A parte conectada entre I-G ou G-I é devida ao fato de as lâmpadas terem relacionamento, permitindo que ambas liguem ou desliguem simultaneamente.
Alternativa correta: E.
Questão 10: Conversor Buck-Boost 
Um conversor Buck-Boost é um circuito eletrônico utilizado para converter uma tensão CC (corrente contínua) em outra tensão CC de polaridade oposta, alterando ou não o seu valor. O esquema de configuração básica do circuito Buck-Boost está apresentado na figura: 
Quando a chave CH1 está aberta, não há transferência de energia da fonte de tensão, que pode ser uma bateria ou uma outra fonte CC, para o restante do circuito. Devido à polarização inversa do diodo D1, quando a chave fecha, começa a circular corrente somente através do indutor L1 (IL1) que, por sua vez, armazena energia na forma eletromagnética. Quando a chave abrir novamente, a mesma energia armazenada faz o diodo D1 conduzir (pela característica do indutor L1 de produzir corrente de polaridade oposta ao que foi dada inicialmente a ele), entregando a tensão ao capacitor C1 e carregando-o. Devido ao capacitor estar em paralelo, finalmente entregá a tensão na saída. Como a corrente resultante está em sentido contrário ao da entrada, aparece tensão negativa na saída, com polaridade oposta a da tensão de entrada Ve. 
De modo geral, quando a chave está fechada, armazena-se energia no indutor, e, quando a chave é aberta, entrega-se energia na saída. A tensão de saída é controlada pelo duty cicle imposto à chave (D), que é uma razão da quantidade de tempo que a chave fica aberta/fechada. 
Observamos, na figura 1, que CH1 é representado como uma chave. Porém, na prática, pode ser substituído por um transistor, MOSFET, TRIAC ou por outros dispositivos mais indicados para trabalho contínuo em altas frequências, devidamente dimensionados e com circuitos de proteção e de controle de chaveamento e outros. 
Resolução da questão 
Vejamos as afirmações do enunciado. 
A primeira afirmação é falsa, pois o conversor Buck-Boost realiza a conversão de tensão CC (corrente contínua) em outra tensão CC de polaridade oposta e de valor igual ou diferente. 
A segunda afirmação é verdadeira, pois a variação da tensão de saída do conversor Buck-Boost ocorre em função da frequência de chaveamento da chave S, ou seja, a tensão de saída é controlada pelo duty cicle imposto à chave, sendo uma razão da quantidade de tempo em que a chave fica aberta/fechada. De modo geral, quando a chave está fechada, armazena-se energia no indutor, e, quando a chave é aberta, entrega-se energia na saída. 
Alternativa correta: D.
1
.
125
,
0
10
.
8
1
6
s
T
c
m
=
=
.
5
,
4
125
,
0
36
s
x
T
total
m
=
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
+
=
ò
t
dt
t
e
Ti
t
e
K
t
h
0
)
(
1
)
(
)
(
s
s
e
K
s
e
K
s
h
i
p
)
(
.
)
(
.
)
(
+
=
÷
ø
ö
ç
è
æ
+
=
=
s
s
e
K
s
e
K
s
e
e
e
s
h
s
G
i
p
)
(
.
)
(.
)
(
1
)
(
)
(
)
(
s
K
K
s
G
i
p
1
.
)
(
+
=
1
1
)
(
1
Zi
Zf
s
G
-
=
s
s
C
s
Zf
5
6
1
10
10
.
10
.
1
1
.
1
=
=
=
-
s
s
G
s
s
G
s
Zi
Zf
s
G
10
)
(
1
1
.
10
10
)
(
1
10
.
10
10
)
(
1
4
5
3
5
1
1
-
=
Þ
-
=
Þ
-
=
-
=
2
2
)
(
2
Zi
Zf
s
G
-
=
10
)
(
2
10
10
)
(
2
10
.
10
10
.
100
)
(
2
4
5
3
3
2
2
-
=
Þ
-
=
Þ
-
=
-
=
s
G
s
G
Zi
Zf
s
G
(
)
÷
ø
ö
ç
è
æ
-
+
-
-
=
+
-
=
10
10
)
2
1
(
3
s
G
G
G
10
10
)
(
3
3
+
=
=
s
s
G
G
s
s
G
1
.
10
10
)
(
3
+
=