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Engenharia de Controle e Automação ·
Materiais Elétricos
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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO Instrumento de Avaliação Discente 2º Exercício Escolar – 2014.1 Disciplina: MATERIAIS ELÉTRICOS Professor: Sérgio H. Albuquerque Lira Estudante: Data: Nota: 1) Sobre materiais dielétricos, responda: (a)(1,0) Dê o conceito de dielétrico e cite algumas de suas características. Explique sucintamente como pode ocorrer o processo de polarização elétrica. (b)(1,5) Um capacitor de placas paralelas tem dimensões de área A e separação L. Ele é preenchido por um dielétrico que a uma dada frequência f possui: condutividade σ, permissividade elétrica ε', ângulo de perdas δ'. Caso o dielétrico fosse ideal, quais destes parâmetros deveriam ser nulos? Calcule a potência média dissipada quando o dielétrico é real e o capacitor é submetido a uma tensão alternada de valor máximo V , (deixe sua resposta em função de A, L, f, σ, ε' e V ). (c)(1,0) Explique o que é rigidez dielétrica e que fatores físicos podem influenciá-la. 2) Sobre materiais semicondutores, responda: (a)(1,0) Explique através de diagramas de banda de energia e da fórmula σ = e(nμ + pμ ) como se dá o processo de condução elétrica em semicondutores. (b)(1,0) Sabendo que o germânio tem uma energia de gap de 0,7 eV, calcule: (i)qual a frequência mínima necessária para que uma onda eletromagnética crie um par elétron-buraco; (ii)qual a temperatura média necessária para criar pares de elétron-buraco. (c)(1,0) Explique o que são semicondutores extrínsecos do tipo P e do tipo N. Ilustre sua explicação com diagramas de banda de energia. 3) Responda os seguintes itens de acordo com as propriedades magnéticas dos materiais: (a)(1,0) Explique o que é um material diamagnético. Explique como se comporta sua magnetização e como ele interage com um magneto. (b)(1,0) Explique o que é um material paramagnético. Supondo que o material é linear e possuí permeabilidade magnética relativa μ = 1,000021, calcule sua magnetização quando submetido a um campo de excitação magnética H=2,0 A/m. (c)(1,0) Explique o que é um material ferromagnético. Explique como podem ocorrer perdas de energia neste material. Boa Prova! Universidade de Pernambuco - UPE Escola Politécnica de Pernambuco - POLI Rua Benfica, 455 • Madalena • Recife • Pernambuco • CEP 50.720-001 Fone: PABX (081) 3184.7556 • FAX (081) 3184.7581 • CNPJ: 11.022.699/0004-15
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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO Instrumento de Avaliação Discente 2º Exercício Escolar – 2014.1 Disciplina: MATERIAIS ELÉTRICOS Professor: Sérgio H. Albuquerque Lira Estudante: Data: Nota: 1) Sobre materiais dielétricos, responda: (a)(1,0) Dê o conceito de dielétrico e cite algumas de suas características. Explique sucintamente como pode ocorrer o processo de polarização elétrica. (b)(1,5) Um capacitor de placas paralelas tem dimensões de área A e separação L. Ele é preenchido por um dielétrico que a uma dada frequência f possui: condutividade σ, permissividade elétrica ε', ângulo de perdas δ'. Caso o dielétrico fosse ideal, quais destes parâmetros deveriam ser nulos? Calcule a potência média dissipada quando o dielétrico é real e o capacitor é submetido a uma tensão alternada de valor máximo V , (deixe sua resposta em função de A, L, f, σ, ε' e V ). (c)(1,0) Explique o que é rigidez dielétrica e que fatores físicos podem influenciá-la. 2) Sobre materiais semicondutores, responda: (a)(1,0) Explique através de diagramas de banda de energia e da fórmula σ = e(nμ + pμ ) como se dá o processo de condução elétrica em semicondutores. (b)(1,0) Sabendo que o germânio tem uma energia de gap de 0,7 eV, calcule: (i)qual a frequência mínima necessária para que uma onda eletromagnética crie um par elétron-buraco; (ii)qual a temperatura média necessária para criar pares de elétron-buraco. (c)(1,0) Explique o que são semicondutores extrínsecos do tipo P e do tipo N. Ilustre sua explicação com diagramas de banda de energia. 3) Responda os seguintes itens de acordo com as propriedades magnéticas dos materiais: (a)(1,0) Explique o que é um material diamagnético. Explique como se comporta sua magnetização e como ele interage com um magneto. (b)(1,0) Explique o que é um material paramagnético. Supondo que o material é linear e possuí permeabilidade magnética relativa μ = 1,000021, calcule sua magnetização quando submetido a um campo de excitação magnética H=2,0 A/m. (c)(1,0) Explique o que é um material ferromagnético. Explique como podem ocorrer perdas de energia neste material. Boa Prova! Universidade de Pernambuco - UPE Escola Politécnica de Pernambuco - POLI Rua Benfica, 455 • Madalena • Recife • Pernambuco • CEP 50.720-001 Fone: PABX (081) 3184.7556 • FAX (081) 3184.7581 • CNPJ: 11.022.699/0004-15