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Questões de Concurso sobre Características e propriedades dos materiais condutores, semicondutores isolantes
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Em um teste realizado em um cabo de 1000 m de comprimento, constituído de 19 fios de uma certa liga metálica de seção transversal circular com 1,4 mm de diâmetro, observou-se uma resistência à passagem de corrente contínua de 0,58 Ω.
Nestas condições, a resistividade da liga metálica do cabo é de aproximadamente
A
1,5 𝑥 10−8Ωm
B
1,7 𝑥 10−8Ωm
C
2,4 𝑥 10−8Ωm
D
2,8 𝑥 10−8Ωm
E
3,0 𝑥 10−8Ωm
Devido a uma falha no processo de fabricação de uma junção PN de silício, o lado P ficou sem dopagem.
Considerando a temperatura de 300 K, número intrínseco do silício de, aproximadamente, 1010 e/cm3 e o número de doadores do lado N igual a 3 x 1016/cm3 , a voltagem na barreira de potencial dessa junção é de aproximadamente
(Obs: constante de Boltzman (k) = 1,38 x 10-23 J/K; carga do elétron (q) = 1,6 x 10-19 C; ln(3)≈1,1 e ln(10)≈2,3)
A
0,1 V
B
0,19 V
C
0,38 V
D
0,77 V
E
1,54 V
Considere as informações sobre a resistência elétrica para responder à questão.
Julgue as afirmativas a seguir e assinale a alternativa correta:
I. A resistência elétrica de um condutor varia de acordo com o material de que ele é constituído, podendo ser maior ou menor conforme suas propriedades.
II. O comprimento do condutor não interfere em sua resistência, pois esta depende exclusivamente da área de sua seção transversal.
III. A resistência elétrica sofre influência da temperatura, podendo aumentar ou diminuir conforme o aquecimento do condutor.
Assinale a sequência correta:
A
Verdadeiro – Falso – Verdadeiro
B
Falso – Verdadeiro – Falso
C
Falso – Falso – Verdadeiro
D
Verdadeiro – Verdadeiro – Falso
E
Verdadeiro – Verdadeiro – Verdadeiro
O conhecimento sobre fios elétricos e suas especificidades é importante para o projeto de qualquer quadro elétrico.
Sobre os fios, é correto afirmar:
A
Cabos de cobre são pouco recomendados, pois possuem alto valor agregado e seu rendimento não compensa o custo.
B
Todo cabo utilizado deve ter tamanho fixo e limitado, independentemente da finalidade.
C
cabos de cobre são utilizados pela facilidade de manuseio e pela boa condutividade elétrica.
D
aparelhos de alta potência necessitam cabos de bitola menor.
Um aquecedor de água industrial é alimentado por um sistema bifásico de 220V. O alimentador tem 10 m de comprimento desde o QDC até o aquecedor, e usa cabos de cobre com bitola de 6 mm2. Sendo a resistividade do cobre igual a 1,723 x 10-8 Ω⋅m, a resistência total do alimentador é de:
A
90 mΩ.
B
130 mΩ.
C
187 mΩ.
D
57 mΩ.
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No protocolo de ativação de membranas de polímero perfluorado sulfonado (Nafion) para Células de Combustível de Membrana de Troca de Prótons (PEMFC), a etapa de protonação é crítica para garantir a condutividade iônica. Assinale a alternativa que descreve corretamente os reagentes e condições termodinâmicas do processo padrão de limpeza e ativação.
A
O processo exige a imersão em ácido nítrico concentrado sob refluxo por quatro horas para promover a nitração da superfície polimérica e aumentar a hidrofilicidade dos canais iônicos estruturais da membrana.
B
A ativação requer o uso exclusivo de solventes orgânicos apolares, como o tolueno anidro, para dissolver a fase amorfa da estrutura polimérica e expor os aglomerados iônicos internos sem causar o inchamento da membrana.
C
O tratamento sequencial utiliza peróxido de hidrogênio a 3 por cento para oxidação de contaminantes orgânicos, seguido de ácido sulfúrico diluído a quente para garantir a troca iônica de cátions metálicos e a protonação dos sítios sulfônicos.
D
A limpeza é realizada com solução de hidróxido de sódio a quente para neutralizar a acidez intrínseca da membrana, seguida de secagem em estufa a vácuo a 150 graus Celsius para promover a fixação mecânica da rede polimérica.
Assinale a opção que apresenta o material com menor resistividade elétrica. Considere a temperatura ambiente aproximada de 25 ºC.
A
Platina.
B
Ouro.
C
Aço.
D
Cobre.
E
Prata.
Os condutores e supercondutores apresentam comportamentos distintos em relação à condução elétrica, especialmente quando analisados em níveis microscópicos e sob condições extremas de temperatura.
A esse respeito, é correto afirmar que
A
nos supercondutores, a resistência elétrica é nula devido à eliminação completa das colisões entre elétrons e íons da rede cristalina.
B
a resistividade elétrica dos condutores metálicos diminui linearmente com a temperatura até atingir zero absoluto.
C
o efeito Meissner, característico dos supercondutores, consiste na expulsão total do campo magnético interno.
D
supercondutores de alta temperatura crítica são definidos exclusivamente por apresentarem resistividade nula acima de 50 K.
E
em condutores comuns, a condução ocorre predominantemente por elétrons livres que se deslocam sem dissipação de energia.
Ao se comparar termopares dos tipos J e K, nota-se que eles são construídos com ligas metálicas:
A
diferentes, e ambos fornecem variação de tensão
B
diferentes, e ambos fornecem variação de resistência
C
idênticas, mas o tipo J fornece variação de tensão, e o tipo K fornece variação de resistência
D
idênticas, mas o tipo J fornece variação de resistência, e o tipo K fornece variação de tensão
Considere as informações operacionais sobre a preparação de condutores elétricos para responder à questão. Assinale a alternativa correta sobre o procedimento adequado ao remover a isolação da ponta de um condutor:
A
O decape deve apresentar pequenos cortes nos filamentos, desde que a emenda seja bem apertada posteriormente.
B
A retirada da isolação deve ser realizada sem preocupação com danos aos filamentos, pois isso não interfere na durabilidade da instalação.
C
O processo de remoção da isolação deve resultar em uma superfície limpa, sem cortes nos filamentos, garantindo maior segurança e confiabilidade à instalação.
D
O fio deve ser decapado de forma a retirar parte dos filamentos, facilitando o encaixe nos dispositivos.
E
A integridade dos filamentos não interfere na vida útil da instalação, desde que o comprimento decapado seja longo.
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Sobre as diferentes formas pelas quais a energia térmica pode ser transmitida entre sistemas ou dentro de um mesmo corpo, é correto afirmar que
A
a convecção é o modo de transferência de calor que ocorre principalmente em sólidos metálicos.
B
a radiação térmica requer um meio material para se propagar.
C
a convecção depende da densidade do fluido e da temperatura.
D
a condução é o processo dominante na transferência de calor por movimentação de partículas.
E
a condução ocorre sem o movimento macroscópico do material.
Uma das equipes do projeto final da disciplina de instalações elétricas avaliou substituir condutores de cobre por condutores de alumínio com mesmo comprimento e resistências equivalentes. Analise as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta em relação as conclusões dos alunos.
A
O condutor de alumínio tem seção igual à do condutor de cobre.
B
A seção do condutor de alumínio é maior que a seção do condutor de cobre.
C
A resistividade do condutor de cobre é maior que a resistividade do condutor de alumínio.
D
A resistência mecânica do condutor de alumínio é maior do que resistência mecânica do condutor de cobre.
Em células de silício cristalino sob regimes de alta injeção de portadores, a recombinação Auger torna-se o mecanismo dominante. Analise as afirmativas sobre as características físicas deste processo.
I.A recombinação Auger envolve a colisão de três corpos (elétron-elétron-lacuna ou lacuna-lacuna-elétron), onde a energia da recombinação é transferida para um terceiro portador livre em vez de ser emitida como fóton.
II.Este mecanismo é não radiativo e sua taxa é proporcional ao cubo da densidade de portadores de carga, tornando-se limitante em células de alta eficiência e alta concentração.
III.A taxa de recombinação Auger é independente da dopagem do material e da intensidade luminosa, sendo considerada uma constante universal imutável para todos os semicondutores de gap indireto.
Está correto o que se afirma em:
A
I e III apenas.
B
I, II e III.
C
I e II apenas.
D
II apenas.
Os materiais elétricos utilizados em instalações podem ser avaliados em função da sua capacidade de conduzir ou resistir à passagem de corrente.
Sobre esse assunto, assinale a afirmativa correta.
A
Os materiais isolantes não permitem a passagem de corrente elétrica, seja qual for a diferença de potencial.
B
O alumínio é capaz de conduzir a mesma corrente elétrica que o cobre com uma seção menor.
C
Os materiais semicondutores apresentam comportamento isolante para uso em instalações elétricas.
D
O cobre, quando aquecido, diminui a sua capacidade de condução elétrica.
E
Os materiais condutores possuem o elétron na camada de valência fortemente ligado ao núcleo do átomo.
Baterias de íon-lítio dependem da estabilidade da Interface de Eletrólito Sólido (SEI) para longa vida útil. Assinale a alternativa correta sobre as propriedades de transporte e estabilidade de uma SEI funcional formada no anodo.
A
A camada SEI deve ser solúvel no eletrólito orgânico para evitar o aumento da impedância interna da célula, sendo reformada dinamicamente a cada ciclo de carga pelo sistema de gerenciamento da bateria.
B
A SEI é composta exclusivamente por lítio metálico precipitado na superfície do grafite, garantindo a máxima densidade de energia e atuando como um reservatório extra de íons para a reação eletroquímica.
C
A SEI deve comportar-se como um isolante eletrônico para impedir a redução contínua do eletrólito na superfície do anodo, mas deve ser um condutor iônico eficiente para permitir a difusão dos íons de lítio durante a carga e descarga.
D
A SEI deve apresentar alta condutividade eletrônica para facilitar a transferência de elétrons entre o material ativo do anodo e o solvente do eletrólito, regenerando a capacidade da bateria ciclicamente.
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Em uma instalação elétrica, é essencial utilizar materiais adequados para garantir a segurança e a eficiência do sistema. Considere as seguintes afirmativas sobre os materiais usados em instalações elétricas:
I.O fio de cobre é o material mais utilizado em instalações elétricas devido à sua alta condutividade elétrica, sendo mais eficiente para a condução de corrente.
II.O cabo de alumínio é preferido para instalações de baixa potência, pois tem uma condutividade elétrica muito superior à do cobre.
III.Os isoladores de porcelana são utilizados em instalações de baixa tensão para evitar a fuga de corrente.
IV.Os fusíveis são utilizados para aumentar a capacidade de corrente dos circuitos.
V.A utilização de disjuntores é fundamental para a proteção de circuitos elétricos, interrompendo a corrente em caso de sobrecarga ou curto-circuito.
Qual das combinações abaixo está correta?
A
II e IV.
B
II e V.
C
I e V.
D
I e III.
A resistividade (ρ) de um material, em função da variação de temperatura (ΔT) à qual ele está submetido, pode ser calculada por p=po. [1+a . ΔT ], em que a constante α é a resistividade do material para uma temperatura de referência.
C
Certo
E
Errado
No dimensionamento dos condutores de uma instalação elétrica, é essencial considerar fatores de correção que interferem diretamente nas propriedades elétricas do condutor, como:
A
a corrente que circula pelo neutro.
B
o material de isolação dos fios e cabos.
C
a temperatura ambiente.
D
o material do eletroduto.
E
a localização do quadro de distribuição geral em relação ao equipamento de maior consumo.
Um cabo elétrico é composto por dois condutores metálicos isolados entre si e revestidos externamente.
O nome técnico desse tipo de cabo é cabo
A
equipotencial.
B
dielétrico.
C
uniplex.
D
bipartido.
E
multipolar.
Em linhas aéreas de distribuição de alta tensão, qual dos seguintes componentes é empregado para manter o afastamento entre os condutores de uma mesma fase em um vão:
A
Conectores.
B
Separadores.
C
Distanciadores.
D
Isoladores de pino.
E
Grampos de suspensão.
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