Materiais Elétricos Avaliação Parcial

MATERIAIS ELÉTRICOS\nAvaliação Parcial: 10,0 de 10,0\nAluno(a):\nAcertos: 10,0 / 10,0\n\n1ª Questão (Ref.: 201501623145)\nDeseja-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.m e comprimento igual a 1,5 metros. Determine o valor da área da seção reta deste fio.\n\n- [ ] 0,65 cm²\n- [ ] 0,97 cm²\n- [ ] 0,72 cm²\n- [x] 0,53 cm²\n\n2ª Questão (Ref.: 201501683768)\nConsidere que você tinha comprado um forno para tratamento térmico em metais e deseja instalá-lo. Sabendo que você não pode alterar o comprimento do fio a ser utilizado, considera a opção mais adequada ao contexto descrito anteriormente.\n\n- [ ] O fio que apresentar menor seção reta é o mais indicado, uma vez que quanto menor o volume para o trânsito dos elétrons, mais ordenados estes estarão na formação da corrente elétrica e mais rapidamente transitarão em seu interior.\n- [ ] Deverá ser comprado o fio de menor área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistividade e, portanto, permitirá a fácil passagem de elétrons.\n- [x] Como a resistividade não varia com as dimensões do condutor, não importa a área da seção reta do fio a ser comprado e nem o seu volume.\n- [ ] Deverá ser comprado o fio de menor área de seção reta, uma vez que quanto menor esta área, menor a quantidade do material a ser utilizado e menor o custo da instalação, não importando a área da seção reta do fio utilizado.\n- [ ] Deverá ser comprado o fio de maior área de seção reta, uma vez que este apresentará menor resistência à passagem de elétrons e, portanto, apresentará menor perda energia por Efeito Joule (geração de calor).\n\n3ª Questão (Ref.: 201501623749)\nConsidere as seguintes afirmações:\n\n- [ ] Resistividade de um condutor é a resistência deste condutor na temperatura de 20ºC\n- [ ] Os materiais considerados isolantes têm um valor de condutividade grande.\n- [ ] A condutividade é o inverso da resistividade.\n- [ ] A unidade de resistividade no SI é Ω.m.\n- [ ] Resistividade é a resistência específica de um material.\n\nDas afirmações acima podem dizer que são verdadeiras as:\n\n- [ ] Somente a afirmação III.\n- [ ] As afirmações I, II e IV.\n- [x] As afirmações III e V.\n- [ ] As afirmações I, IV e V.\n\n4ª Questão (Ref.: 201501683776)\nOs metais apresentaram em sua microestrutura uma periodicidade na disposição dos átomos que os classifica como materiais cristalinos. Contudo, essa organização a nível atômico tem suas falhas, o que influencia na velocidade de transporte dos elétrons, ou seja, quanto maior o número de falhas na estrutura cristalina, maior a dificuldade de deslocamento dos elétrons. Para descobrir esta velocidade em determinados estados (elétrons livres), criou-se o conceito de velocidade de deslocamento (drift velocity), onde: j = n \u03bqe * e. Sabendo-se que em um experimento, utilizou-se um campo elétrico igual a E=600V/m e condutor elétrico de alumínio cuja resistividade é igual a 0,00127Ω.m, escolhe a opção que melhor reflete o valor de deslocamento dos elétrons.\n\n- [ ] 7,2 m/s\n- [ ] 50 m/s\n- [x] 0,72 m/s.\n- [ ] 5 m/s\n- [ ] 500.000 m/s\n\n5ª Questão (Ref.: 201501683813)\nA 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; para os semicondutores estáo sendo tão finos 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 as necessidades de maior miniaturização. Com relação aos semicondutores, é correto afirmar que:\n\n- [x] Semicondutores intrínsecos são aqueles que possuem impurezas.\n- [ ] A condutividade elétrica de um semicondutor expressa a facilidade de transporte de cargas elétricas somentes se o semicondutor for do tipo-p, ou seja, puro.\n- [ ] A eletrônica presente em microprocessadores, só utilizados somente semicondutores intrínsecos de Silício.\n- [x] O Efeito Hall é utilizado para se determinar o portador de carga majoritária e sua mobilidade em um semicondutor.\n\n6ª Questão (Ref.: 201501531873)\nA 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 serem sistemas localizados ao nível do mar e suas falhas, a energia elétrica transmitida através da transmissão. Com isso, a primeira dica é a primeira dica é o fator resistiva de um linha de transmissão de 100 km de comprimento, composto por fios de cobre cuja seção transversal é igual a 50 mm². Sabendo-se que em um experimento, utilizou-se um campo elétrico igual a E=600V/m e resistividade do cobre na temperatura de 1,7x10^-8 Ω.m, qual alternativa abaxio indica o valor da resistência ôhmica da linha para uma temperatura de 80ºC (adotar na solução que o coeficiente de temperatura de cobre é igual a 3,9x10^-3 ºC^-1).\n\n- [ ] 3,89 Ω\n- [x] 4,35 Ω\n- [ ] 2,34 Ω\n- [ ] 6,8 Ω\n\n7ª Questão (Ref.: 201501683832)\nOs componentes eletrônicos que surgiram entre 1940 e 1950, talvez o transistor seja o mais utilizado; consiste em um componente microeletrônico fabricado com semicondutores intrínsecos e extrínsecos e utilizado na amplificação de sinais, substituindo o seu precursor da era dos válvulas, o rádio. Nos primeiros anos da década de 50, os transistores eram fabricados com Silício, Gálio e germânio, sendo este último abandonado em decorrência do 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 ρ=1/e, calcule a condutividade de um semicondutor de Silício dopado com 10^23 átomos por m³ de Fósforo, sabendo-se que e 1=e1.6.10^-19C e μe = 0,14m²/V.s.\n\n- [ ] 2.240 (Ohm.m)-1\n- [ ] 11,43 (Ohm.m)-1\n- [x] 2.000 (Ohm.m)-1\n- [ ] 1.500 (Ohm.m)-1 8° Questão (Ref.: 201501683823)\nAcerto: 1,0 / 1,0\nAlguns componentes eletrônicos fazem uso de semicondutores extrínsecos e intrínsecos conjuntamente, sendo necessário que na temperatura de trabalho, o semicondutor intrínseco possua condutividade inferior à condutividade do extrínseco. No gráfico a seguir, no qual ao eixo horizontal tem-se temperatura (°C 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 intrínsec, 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).\nBaseado no gráfico, podemos afirmar que:\n\n☐ Em nenhuma temperatura exposta no gráfico, haverá problemas de inversão de condutividade elétrica.\n✔ A temperatura de 100ºC, o componente eletrônico montado com os condutores intrínseco e extrínseco provavelmente funcionará sem problemas referentes à condutividade.\n☐ 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.\n☐ A temperatura de 100ºC, o componente eletrônico terá que ser montado utilizando-se somente os condutores extrínsecos mostrados no gráfico.\n☐ A temperatura de 100ºC, o componente eletrônico montado com os condutores intrínseco e extrínseco provavelmente apresentará problemas referentes à condutividade. 9° Questão (Ref.: 201502250332)\nAcerto: 1,0 / 1,0\nAlguns materiais apresentam uma grande resistência ao trânsito de elétrons, sendo denominados de isolantes. Estes materiais encontram grande aplicação, quando desejamos isolar o operador de máquinas que apresentam força eletromotriz do perigo de choques elétricos.\nEntre os materiais a seguir relacionados, qual o que MELHOR poderia ser utilizado como isolante, considerando aspectos elétricos.\n\nMaterial Condutividade (Ohm.m⁻¹)\nAlumina 5,5 x 10⁻¹³\nConcreto 6,7 x 10⁻⁹\nPorcelana 7,5 x 10⁻¹⁰\nSílica fundida 9,0 x 10⁻¹⁸\nPoliestireno 8,4 x 10⁻¹⁴\n\n☐ Poliestireno\n☐ Alumina\n☐ Porcelana\n☐ Concreto\n✔ Sílica fundida\n\n10° Questão (Ref.: 201503370753)\nUm 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.\n\n☐ 10 m\n✔ 13,5 m\n☐ 12 m\n☐ 5 m\n☐ 15 m