Questões de Concurso sobre Características e propriedades dos materiais condutores, semicondutores isolantes

São materiais que permitem com facilidade a passagem de corrente elétrica:

Com referência aos fatores principais que determinam a capacitância de um capacitor, assinale a alternativa correta.

A descoberta dos materiais semicondutores possibilitou a criação de diversos dispositivos essenciais para a eletrônica, como diodos e transistores.

Nesse contexto, assinale a alternativa que caracteriza corretamente as regiões P e N em um semicondutor.

Também chamados de conduítes, os eletrodutos nada mais são que os dutos que protegem cabos e condutores de energia elétrica instalados em camadas subterrâneas ou instalações aparentes. Logo, em uma instalação elétrica o eletroduto deve ter um diâmetro mínimo de:

Um semicondutor do tipo-n pode ser produzido pela utilização, como impureza substitucional na rede cristalina do silício, de elementos com três elétrons na camada de valência, a exemplo do alumínio.

Sobre as propriedades dos materiais condutores, informe verdadeiro (V) ou falso (F) para as assertivas abaixo e, em seguida, marque a opção que apresenta a sequência correta.

( ) A condutividade térmica do material que compõe um determinado condutor é uma informação muito importante do ponto de vista prático.

( ) O coeficiente de temperatura de um material condutor quantifica a deformação que ele experimenta à medida que a sua temperatura é modificada.

( ) A resistividade de um material condutor é diretamente proporcional à quantidade de portadores de cargas (elétrons, no caso de materiais metálicos) e à mobilidade desses elementos.

( ) Apesar de o cobre se constituir em um material de condutividade elétrica elevada, ele apresenta grande resistência à deformação a frio e a quente, o que dificulta a redução da seção transversal do condutor que emprega somente este elemento.

Efeito pelicular é um parâmetro elétrico que ocorre com a corrente elétrica dentro de um cabo coaxial à medida que a frequência varia. Sendo assim, à medida que a frequência _______, a corrente se desloca para ______ do condutor e a atenuação do cabo _____.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

Informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma sobre a condução elétrica nos materiais.

( ) Quanto mais distante a órbita de um elétron, menor a atração do núcleo. Na eletrônica, interessa a última órbita, chamada de órbita de valência. Essa órbita controla as propriedades elétricas do átomo e define se o material é condutor, semicondutor ou isolante.

( ) Nos isolantes, a atração do núcleo e do elétron de valência é muito fraca; o elétron de valência pode deslocar facilmente e, por isso, o elétron de valência é também chamado de elétron livre.

( ) Nos condutores, os elétrons de valência estão fortemente ligados ao seu átomo e não estão livres. Os materiais mais comuns deste grupo são baseados em uma combinação de dois ou mais tipos de átomos.

( ) O semicondutor é um elemento com propriedades elétricas entre as do condutor e as do isolante. Os melhores materiais deste grupo têm quatro elétrons na órbita de valência.

A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

O núcleo de transformadores de potência é composto por chapas laminadas com características magnéticas otimizadas visando à redução de perdas durante a operação. O material utilizado na confecção de chapas para esses núcleos de transformadores de potência e que oferece melhor desempenho eletromagnético é o:

Considerando a resistência elétrica de um elemento condutor, indique se as afirmativas abaixo são verdadeiras (V) ou falsas (F) e assinale a alternativa com a sequência correta de cima para baixo.

I. A resistência elétrica (𝑅) de um determinado material condutor pode ser determinada por meio da relação 𝑅 = 𝑙/(ρ𝐴), em que 𝑙 é o comprimento do condutor, ρ é a resistividade elétrica do material do condutor e 𝐴 é a área da seção transversal reta do condutor.

II. A resistividade elétrica é uma característica específica de cada material que define o quanto ele se opõe à passagem de uma corrente elétrica. Na temperatura de 20 ºC, a resistividade elétrica do alumínio é maior que a do cobre; consequentemente, para valores próximos dessa temperatura, um condutor de alumínio apresenta menor resistência elétrica que um condutor de cobre com as mesmas dimensões.

III. A condutividade elétrica é uma propriedade dos materiais que corresponde ao inverso da resistividade elétrica.

IV. A resistência de um elemento condutor varia com a temperatura. Para valores entre -200 ºC e +1084,62 ºC, que é o ponto de fusão de cobre, a resistência elétrica de um elemento condutor de cobre decresce linearmente com o aumento da sua temperatura.

V. A relação entre a temperatura de um condutor de cobre e sua resistência elétrica é linear para valores entre -200 ºC e +1084,62 ºC; logo, é possível obter o valor da resistência elétrica do condutor (𝑅) para qualquer valor de temperatura (𝑇) dessa ampla faixa de valores por meio da relação 𝑅 = 𝑅₀ (1 + α(𝑇 − 𝑇₀)), em que 𝑅₀ é a resistência elétrica obtida em uma temperatura 𝑇₀, e α é o coeficiente de temperatura da resistividade do cobre.

A corrente elétrica necessária para romper um fio de um determinado metal é calculada pela fórmula de William Henry Preece:

I = a • d${}^{\frac{3}{2}}$

Onde:

I = corrente elétrica em A.

a = coeficiente de Preece em A/mm^{$\frac{3}{2}$} .

d = diâmetro do fio em mm.

Os estudos realizados por Preece são utilizados para a construção de fusíveis. Contém os materiais com o coeficiente de Preece em ordem crescente:

Entre as principais características técnicas de um material isolante está sua temperatura de operação, que é dependente do tempo de exposição a que o material será submetido a uma determinada temperatura. No caso da aplicação de isolantes em cabos e fios condutores, verificamos que um mesmo material apresenta três faixas de temperatura em que podem operar sem apresentar dano: a temperatura de regime permanente, a temperatura de operação em sobrecarga e a temperatura de curto-circuito. As temperaturas de operação em regime permanente, de sobrecarga e de curto-circuito do XLPE são, respectivamente:

A respeito das características de lâmpadas, assinale a alternativa correta.

Assinale a alternativa que não contém característica de bateria.

Uma desvantagem da utilização de óleos minerais como isolantes é a sua combustão espontânea quando sobreaquecido.

Sobre as propriedades elétricas dos materiais, analise as seguintes afirmativas e assinale a alternativa correta.

I. Nas soluções iônicas, uma corrente elétrica pode se estabelecer a partir do movimento de impurezas denominadas “lacunas”.

II. O grande número de elétrons livres nos materiais metálicos, não ligados a um átomo específico, é uma explicação para a boa condutividade elétrica desses materiais.

III. Os materiais cerâmicos são tipicamente empregados como isolantes elétricos, porém são menos resistentes a temperaturas elevadas e ambiente severos que os metais e os polímeros.

IV. Os semicondutores apresentam condutividade elétrica intermediária entre os condutores e os isolantes, podendo ter seu comportamento elétrico alterado pela introdução de átomos de impurezas.

Sobre as propriedades magnéticas de aços para fins elétricos, analise as seguintes afirmativas e assinale a alternativa correta.

I. A permeabilidade magnética dos materiais ferromagnéticos não é constante, sendo dependente da intensidade do campo magnético ao qual os materiais estão submetidos.

II. Na construção de máquinas elétricas rotativas, são desejados aços de alta permeabilidade magnética, além de baixas perdas por histerese e por correntes induzidas.

III. Dispositivos eletromagnéticos construídos com ligas de aço-silício apresentam melhor eficiência do que aqueles produzidos por aços puros devido ao aumento da condutividade elétrica da liga resultante, o que diminui as perdas por histerese.

IV. Aços elétricos a grãos orientados apresentam anisotropia magnética mais pronunciada do que os aços a grãos não orientados, sendo os aços a grãos orientados mais indicados para construção de transformadores elétricos de potência.

Quando um semicondutor é submetido a pulsos de potência, caracterizando um regime transitório térmico, o caminho do calor do semicondutor até o dissipador pode ser representado por um circuito elétrico equivalente.

Esse circuito elétrico

Analise as afirmativas a seguir:

I. Em um fio condutor elétrico, quanto maior for seu comprimento, menor será sua resistência elétrica.

II. A passagem de corrente elétrica em um fio provoca o aquecimento do mesmo, mas esse fenômeno não altera sua resistência elétrica.

Marque a alternativa CORRETA:

É constituído por três materiais semicondutores dopados. Dois cristais tipo N e um tipo P ou dois cristais tipo P e um tipo N. O primeiro é chamado de transistor NPN e o segundo, de PNP.