UnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 1 CONHECIMENTOS ESPECFICOS++b24 Va2VxVxFTCTRC+_O circuito ilustrado acima, constitudo de uma fonte de tensocontroladaportenso(FTCT),utilizadonaalimentaodacarga RC. Com base nessas informaes, julgue os itens a seguir.41 Removendo-seacargaRC,econectando-seumafontedetenso CC de 20 V entre os terminais a e b, a resistncia deentrada Rin vista por essa fonte ser Rin = 40 kS. 42 Removendo-se a carga RC, a resistncia entre os terminais aeb(Rab)igualprpriaresistnciaequivalentedeThvenin (Rth) entre os terminais a e b. 43 Apotnciamxima(Pmax)queocircuitopodefornecercarga RC Pmax = 57,6 mW.R RRVNMOSRG2 SDDDG1Ocircuitoacimailustraumesquemaclssicodepolarizaoutilizado em projetos de amplificadores discretos com MOSFET.Com respeito aos diferentes resistores empregados no circuito,julgue os prximos itens.44 Os resistores RG1 e RG2 conectados porta so selecionadoscomvaloresrelativamentebaixos(nafaixadepoucasdezenasdekS),garantindo,assim,queocircuitoamplificador no carregue a fonte de sinal. 45 OresistordecargaRDdeveserselecionadocomomaiorvalorpossvelparaqueseobtenha,simultaneamente,altoganho de tenso e boa excurso de sinal no dreno sem que otransistorNMOSsaiadomododeoperaonaregiodesaturao. 46 OresistordeautopolarizaoRSutilizadoparaestabilizao da corrente de dreno atravs de realimentaonegativa.Quantomaiorapossibilidadedevariaodacorrente de dreno durante operao do amplificador, menoro valor selecionado para RS.A anlise por meio da transformada de Laplace, aplicada a umcircuito eltrico linear, levou a uma funo de transferncia H(s)descrita por.A partir dessa informao, julgue os itens que se seguem.47 Ocircuitopossuioitopolos,dosquaisseissodistintos,situados no semiplano esquerdo ou no eixo jT do plano defrequncias complexas s (s = F + jT).48 AlocalizaodospolosdeH(s)revelaqueocircuitoestvel, ou seja, apresenta resposta limitada no domnio dotempo.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 2 A nomenclatura metrolgica moderna define calibrao de umequipamento de medio como o processo pelo qual as leiturasdoequipamentosobanlisesocomparadascomosvaloresgeradospelaunidadedemediopadro.Ajustedeumequipamentodemedio,porsuavez,definidocomooprocesso de manuteno do equipamento que tenha apresentadoerrosignificativoduranteacalibrao.Assim,ostermoscalibraoeajuste,nosentidomoderno,substituem,respectivamente,osantigostermosaferioecalibrao,emusoat1995.Combasenessasinformaes,julgueositenssubsequentes.49 Um equipamento de medio preciso , necessariamente, umequipamentodemedioexato.Portanto,acalibraopermite que o equipamento seja simultaneamente preciso eexato.50 O certificado de calibrao, emitido para um determinadoequipamento de medio, atestar que o equipamento estplenamente apto para utilizao imediata, comprovando queoerrototal(errosistemticoeincertezademedio)observado durante a calibrao ser inferior ao erro mximoadmissvel especificado para o equipamento. 51 A calibrao de um sistema eletrnico de medio contendomltiploscanaisrequerquetodososcanaissejamindividualmente calibrados.52 Quando existirem diversos equipamentos envolvidos em umprocessodemedio,constituindoassimumamalhademedio, o procedimento ideal ser calibrar toda a malha deumanicavez,aoinvsdecalibrarindividualmenteosequipamentos da malha.53 Considere que um instrumento foi projetado como sensor dedeslocamentos. Dentro de sua faixa dinmica de operao,compreendida entre 0 e 0,2 :m, a tenso de sada (designadapor v, em unidade de volts, V) guarda relao linear com odeslocamentomedido(designadopord,emunidadedemetros por segundo, m/s). Quando um deslocamento d = 100nmmedidopeloinstrumento,atensodesadacorrespondentev=25mV.Nessasituao,acurvadecalibrao do instrumento ser dada por d(v) = 4 10!12v[m/V], determinando um deslocamento de 240 nm para umatenso de sada de 60 mV.Quando excitado por um impulso unitrio, um sistema eletrnicolinear exibe, em sua sada, uma resposta no domnio do tempocaracterizada por y(t) = (e!t + 3e!5t) u(t), onde u(t) um degrauunitrio.Considerandoessasinformaes,julgueosseguintesitens.54 O sistema em questo possui duas constantes de tempo:J1 = 1[s] e J2 = 5[s].55 A funo de transferncia H(s) do sistema considerado temdois polos reais, p1 = !1 e p2 = !5, e um zero real, z1 = 2.56 Aexpressoquedescreveasadadosistemaemapreo,no domnio do tempo, para uma excitao do tipo de grau unitrio(i.e., x(t) = u(t)), da forma y(t) = (1,6 !e!t ! 0,6e!5t) u(t).RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 3 Apsfechamentodachavenocircuitoacima,queocorrenoinstante t = 0, a aplicao da transformada de Laplace ao circuitoresulta nas seguintes correntes de malha: e.A respeito dessas informaes, julgue os seguintes itens.57 Imediatamenteapsofechamentodachave,ovalordacorrente i2(t) ser de aproximadamente 40 mA. 58 Quando o circuito atinge o estado de regime permanente, ovalor da corrente i1(t) igual a 10 A. 59 Transcorrido um perodo dez vezes superior constante detempo do circuito, a potncia suprida pela fonte de correnteser aproximadamente nula.Com relao manipulao de dados experimentais, julgue ositens que se seguem.60 Considerando que os valores de resistncia de dois resistoresRABeRBCsejammedidosdeformaindependente,utilizando-se tcnicas e instrumentos distintos, resultando emRAB = 1,25 0,06 kS e RBC = 4,87 0,08 kS, a resistnciaequivalente da associao srie entre os dois resistores serRS = 6,12 0,10 kS.61 Considerando que uma grandeza X (unidade arbitrria [u.a.])sejadeterminadacomooprodutodosvaloresmdiosdeduas medies (A e B), ou seja, X = A B, correto afirmarque se A = 3,57 e B = 2,3, o valor correto de X, em termos dealgarismos significativos, ser de X = 8,211 [u.a.].62 Considerandoqueumexperimentofoielaboradoparadeterminaodoparmetrof(unidadearbitrria[u.a.]),definido como f = (A B)/(C D), onde A, B, C e D sodadosindependentes(nocorrelacionados)equeas medies revelaram A = 14,99 0,01, B = 3,56 0,09,C=10,10,5eD=1,0000,006,resultandoemf = 5,28 0,02 [u.a], correto afirmar que o erro limite noclculo de f ser determinado pelo dado C.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 4 Sinaiseletrnicosconstituemummeioeficienteparaadisseminaodeinformao.Experinciasemanliseeprocessamentodesinais,conduzidasnosdomnioscomplementaresdotempoedafrequncia,sorelevantesemmetrologiaequalidade.Combasenosdiferentesaspectosenvolvendo sinais eletrnicos, julgue os itens a seguir.63 Considere a seguinte situao hipottica.Asadadeumcanaldetransmissoacopladaaumanalisadordeespectrosparaanlisededoissinais.Oespectrodoprimeirosinalrecebidocaracteriza-seporsercontnuoelargo,estendendo-sede0acentenasdemegahertz,sendofinalmentemascaradoporrudo,eoespectro do segundo sinal recebido discreto e possui faixasem 0 e em frequncias mltiplas de f0.Nessa situao, correto afirmar que o primeiro sinal umpulso curto e o segundo sinal peridico (perodo T0 = 1/f0)com valor mdio nulo.64 Considere que um sinal de baixa amplitude seja observadoemumosciloscpiodigitaldealtasensibilidadeequeoprocessamento do sinal seja comprometido pelo baixo valordarelaosinal-rudo(RSR),quedeaproximadamente5dB.Nocasoderudopredominantementebranco,umprocedimentoeficienteparamaximizaodaRSRseriatomaramdia(averaging)dosinalparaumnmerosuficientemente alto de aquisies.65 Considere a seguinte situao hipottica.Um feixe ptico, modulado em fase, guiado por uma fibraptica e convertido em sinal de corrente por um fotodetectordeleiquadrticaacopladoaumosciloscpio.Observa-seque o sinal uma senoide de amplitude Vp e frequncia iguala 40 MHz, superposta a um sinal de nvel CC, podendo serrepresentado pela expresso s(t) = A + Vpcos[2B 40 106t+ R(t) + M(t)], onde R(t) a fase que contm a informao,eM(t)umafasearbitrriaseminteresse.Paraseextrair(demodular)ainformaocontidanafaseR(t),comcontedo espectral compreendido entre 3 MHz e 5 MHz eamplitude muito inferior unidade, emprega-se um esquemaPLL (phase locked loop), conforme indicado na figura abaixo.OCVFPBFPFNessa situao, para demodulao de R(t), as especificaesdo PLL podem ser: frequncia do oscilador controlado porvoltagem(OCV)iguala40MHz;frequnciadecortedofiltro passa-baixa (FPB) da malha de realimentao igual a1kHz;bandapassantedofiltropassa-faixa(FPF)compreendida entre 1 MHz e 80 MHz.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 5 Um seguidor de tenso (buffer) implementado com um amplificadoroperacional(ampop)deganhodemalhaabertaAeimpednciadeentradainfinita,conformeesquemamostradonafiguraacima.Observa-seque,nessecircuito,amalhafechadapormeiodeumcurto-circuito entre a sada v2 e a entrada inversora () do amp op. Apartir dessas informaes, julgue os itens que se seguem.66 O ganho do buffer (ganho de malha fechada G) relaciona-se como ganho de malha aberta A do amp op de acordo com a expresso.67 Definindo Sensibilidade (S) como a razo da mudana percentualproduzidanoganhoGdobufferpelamudanapercentualnoganhodemalhaabertaAdoampop,tem-sequeessevalordado por 68 Utilizando-se o mesmo amp op, mas mudando a configurao debuffer para amplificador no inversor (R1 a resistncia conectada porta inversora, e R2 a resistncia da malha de realimentao),ento o ganho G do amplificador no inversor, em funo do ganhode malha aberta A do amp op, ser dado por.Um sistema de aquisio de dados projetado com umaplacaanalgica-digital(A/D)decanalsimples.Essaplaca possui 12 bits de resoluo (para um sinal analgiconafaixade0a=+15V)etaxadeamostragemde100Msamples/s.Representandoovalordaamostra digitalizada pela expressoD = b11211 + b10210+ b929 + ...+ b121 + b020,ondeb11,b10,b9,...,b1,b0soos12bitsdeconverso.Considerando essas informaes, julgue os seguintes itens.69 Aresoluodeconverso(emvolts)daplacaA/Dcorresponder a = 15/(212 !1) V, cuja representaoem nmero binrio ser de 000000000001.70 Para que no haja distoro na forma de onda do sinaldigitalizado,necessrioqueafrequnciadocomponente de menor frequncia do sinal analgicoseja, no mximo, igual a 100 MHz.71 Considerandoodesenvolvimentorecentedosprocessosdeproduodecircuitoseletrnicos,atualmentenohmaisdiferenasubstancialnospreosdeconversoresA/DeD/Adealtacomplexidade(altaresoluoealtataxadeamostragem)edebaixacomplexidade(baixaresoluo e baixa taxa de amostragem). Sendo esse omotivoprincipalpeloqualosconversoresdealtacomplexidadepraticamenteeliminaramosdebaixacomplexidade do mercado.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 6 VCCVEEVbevbereEBCCgmRCVoRSRinVSAfiguraacimailustraumamplificadortransistorizadonaconfigurao base comum (esquerda) e um modelo do TBJ parapequenos sinais e baixas frequncias (direita). O amplificador polarizadocomasfontesdetensoVCCedecorrenteI,sendoambas muito bem estabilizadas. A fonte de sinal de entrada Vstem resistncia interna Rs e conectada ao circuito amplificadorpor meio do capacitor C, de acoplamento CA. O sinal de sada VoobtidonoterminaldecoletordoTBJ.Combasenessasinformaes, julgue os prximos itens.72 Paraoperaonormaldoamplificador,atensoCCnoterminal de emissor do TBJ dever ser de aproximadamente!0,7 V. Alm disso, a tenso CC no terminal de coletor doTBJ,quedependedosvaloresdeVCC,RCeI,deversermantida acima de zero.73 Os parmetros do modelo para pequenos sinais, gm e re, soconstantesparaumdeterminadoTBJedependentesexclusivamente das caractersticas fsicas e geomtricas dotransistor, definidas durante o processo de fabricao. 74 AresistnciadeentradaRinvistapelafontedesinalsimplesmenteRin=re.Comoovalorderetipicamentepequeno, a configurao base comum bastante adequadapara fins de amplificao de tenso.75 Para um valor de Rs bem maior do que o de re, o ganho detensoGdadopelaexpressoaproximadaindicandoqueoganhodependentedaresistncia da fonte do sinal de entrada e que o sinal de sadaVo conserva a mesma fase do sinal de entrada Vs.RASCUNHOArespeitodascaractersticasdeumamplificadoroperacionalprtico (no ideal), julgue os itens que se seguem.76 Quandoasentradasinversoraenoinversorasosimultaneamente aterradas, a tenso de sada do amplificadoroperacionalnonecessariamentenula.Essefenmenodeve-seexclusivamentetensodeoffset(desequilbrio)presentenoestgiodiferencialdaentradainternadeumamplificador operacional.77 Tipicamente,umamplificadoroperacionalcompensadointernamente,ouseja,comumcapacitorinternoparagarantir a estabilizao da resposta, possui comportamentoem frequncia do tipo passa-baixas de primeira ordem. Esse o motivo pelo qual o ganho de malha aberta decai com afrequncia em uma razo de !20 dB por dcada. 78 Faixa de passagem a plena potncia a frequncia na qualuma sada senoidal, com amplitude igual tenso de sadanominaldoamplificadoroperacional,comeaamostrardistorodevidolimitaodeslew-rate(taxadeinclinao). 79 Arazoderejeiodemodocomum(RRMC),quequantificaacapacidadedoamplificadoroperacionaldeignorarqualquersinalcomumacopladosentradasinversoraenoinversora,bastanteelevada.Valorestpicos esto na faixa de 10 a 40 (ou, na escala de decibis,na faixa de 20 a 32 dB). Ondaseletromagnticasdesempenhamumpapelcrucialnatecnologia moderna. Com respeito s caractersticas dessas ondase dos guias que possibilitam o controle de seus modos e direesde propagao, julgue os itens a seguir.80 Ondas eletromagnticas transversais do tipo TEM, TE e TMso aquelas em que as componentes do campo eltrico e docampomagnticosotodasperpendicularesdireodepropagaodaonda.Adiferenaentreessesmodosdepropagaoestnaintensidaderelativaentreos componentes de campo.81 Diferentestiposdeestruturaspodemserutilizadosparaguiagemdeondaseletromagnticasemumadeterminadadireo.Linhasdetransmisso,constitudasdedoiscondutoresseparadospordieltrico,soapropriadasparaguiagemdeondasplanasnafaixademegahertz.Guiasmetlicos ocos, com seo transversal circular ou retangular,so adequados para guiagem de ondas na faixa de gigahertz(micro-ondas). 82 Para que determinado modo seja transmitido por um guia deondas,necessrioqueafrequnciadeoperaodessemodo seja superior sua frequncia de corte. Por essa razo,o modo dominante de qualquer guia de ondas aquele queexibe a menor frequncia de corte. Na situao especfica deguias retangulares, a frequncia de corte de um dado mododependedavelocidadedepropagaodaondaeletromagntica no vcuo e das trs dimenses geomtricasdo guia (altura, largura e comprimento).UnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 7 3 +3 j16 jbaSSsendo = -1 jO circuito ilustrado acima, projetado para alimentao de cargasreativasconectadasaosterminaisaeb,constitudopelaconexo paralela entre um gerador de corrente senoidal e umaimpedncia. O gerador de corrente especificado com 10 [A] deamplitude, 30 graus de fase e 1.000 rad/s de frequncia angular.A impedncia do circuito, por sua vez, implementada com doisresistores,umindutoreumcapacitor.Combasenessasinformaes, julgue os seguintes itens.83 A impedncia do circuito pode ser implementada por meioda associao srie entre um resistor de 1S, um indutor de1/6 mH, um resistor de 3S e um capacitor de 3 mF.84 Aadmitnciaequivalentedocircuito,emnotaopolar,possui amplitude e fase iguais a 0,2 [S] e arctan (3/4) graus,respectivamente. 85 A tenso sobre a fonte de corrente, em regime permanentesenoidal, dada por um fasor com amplitude e fase iguais a50 [V] e (30 ! arctan (3/4)) graus, respectivamente. 86 A mxima transferncia de potncia da fonte para uma cargaconectadaaosterminaisaebasseguradaquandoumacarga reativa com componente resistiva de 4S e componentereativa de 3S conectada em paralelo com a impedncia docircuto. Julgue os itens a seguir, referentes s caractersticas de materiaisisolantes, condutores e semicondutores.87 Uma importante aplicao do efeito Hall a determinaoprecisa da concentrao de portadores de carga (p ou n) emmateriaissemicondutores.Defato,aconcentraodeportadoresemumabarrasemicondutoradiretamenteproporcional tenso Hall medida.88 Oparmetrotensotrmica(VT)defundamentali mpor t nci anadet er mi naodar el aocorrenteversustensoemdispositivossemicondutoresdejuno, como diodos e transistores bipolares. Esse parmetrodiretamenteproporcionalaoprodutoconstantedeBoltzmanntemperaturaabsolutaeinversamenteproporcionalaovalorabsolutodacargadoeltron.Natemperatura ambiente, ou seja, em torno de 25 oC, a tensotrmica de aproximadamente 25 mV. 89 Considerandoqueumabarradematerialmetlicopossuicomprimentode4mm,readeseotransversalde10!6cm2, e resistividade de 2 10!8 S@m, ento a sua condutncia igual a 1,25 S. 90 Materiais isolantes, cuja banda de valncia cheia separadada banda de conduo vazia por um gap de energia maior doqueodosmateriaiscondutoresesemicondutores,soutilizados na fabricao de capacitores. Para capacitores deplacas paralelas de rea A separadas pela distncia d, quantomaioraconstantedieltricadoisolante,menorseracapacitncia. Umentendimentogeralacercadosrudoseerrosquepodemocorreremumprocessodemedio,assimcomoaleituracuidadosadasespecificaesdoinstrumentoutilizado,sodefundamental importncia para obteno de resultados confiveis.Nesse contexto, julgue os itens que se seguem.91 OlimitefundamentaldemedieseltricasorudoJohnson(ourudotrmico)originadonasresistnciasinternas de fontes de corrente e de tenso. Por sua naturezaincoerente, uma das possibilidades para minimizar o rudoJohnson ampliar a largura de faixa do sistema de medio.92 Aoperaodemdia(averaging),quandoaplicadaaumnmero suficientemente grande de medies sujeitas ao errorandmico (aleatrio) e ao erro sistemtico, oferece o valorverdadeiro da grandeza medida.93 Considerando que uma tenso de valor exato Vp = 1,5 V sejaaplicada entrada de um voltmetro ajustado na escala de2 V e que esse instrumento seja especificado com a exatido(acurcia) de (25 ppm da leitura + 5 ppm da escala), entooerroassociadomediodatensoVpserde47,510!6 V, e o sinal medido estar na faixa de 1,5 V 47,5 :V.94 A resoluo do mostrador digital de um multmetro dependedo nmero total de contagens que podem ser visualizadas,sendodefinidacomoarazoentreamenoreamaiorcontagens. Assim, para um multmetro de mostrador digitaldotipoquatrodgitosemeio,ouseja,quatrodgitosquepodem variar de 0 a 9, mais um dgito que pode assumir osvalores 0 ou 1, a resoluo ser de 0,005%.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 8 VDDvl voPMOScargaNMOScomandoO circuito digital ilustrado acima, desenvolvido em tecnologiaCMOS,constitudodedoistransistoresMOSFETtipoenriquecimento casados. O circuito polarizado com uma fonteCC de valor nominal VDD (superior ao valor absoluto das tensesde limiar dos transistores), e os terminais de entrada e de sadasodesignadosporvIevO,respectivamente.Acercadessasinformaes, julgue os itens a seguir.95 Por transistores casados, entende-se que o valor absoluto datenso de limiar e a razo de aspecto (razo entre a largurae o comprimento do canal) desses transistores so idnticos.Umadasconsequnciasimediatasdocasamentoentretransistoresqueoefeitodecorponodeveserconsiderado, resultando em simplicidade de projeto. 96 Aterrando o terminal de entrada (vI = 0), o transistor de cargaproporcionar um caminho de alta condutncia entre a fontedepolarizaoeoterminaldesada,enquantoqueotransistor de comando proporcionar um caminho de baixacondutncia entre o aterramento do circuito e o terminal desada.97 Considere que o terminal de entrada tenha sido alimentadocomumatensodevalorprximoaVDD,eumacargacapacitiva conectada sada ter sua tenso modificada paraovalorVDD.Nessasituao,otransistordecargaserconvenientementedenominadodedispositivolevantador(pull up).98 Variando-se continuamente a tenso de entrada de 0 a VDD,nota-sequeatensodesadavariacontinuamentedeVDD a 0. Como ambos os transistores so forados a operarexclusivamentenomododesaturao,acaractersticadetransfernciadetensodocircuito(curvaquerelacionaatensodesadacomatensodeentrada)serlineareapropriada para aplicaes de inverso lgica. ComrelaoslegislaesdaAgnciaNacionaldeEnergiaEltrica (ANEEL) e da Agncia Nacional de Telecomunicaes(ANATEL), julgue os itens subsequentes.99 ALein.9.991,quedispeacercadarealizaodeinvestimentosempesquisaedesenvolvimentoeemeficincia energtica por parte das empresas concessionrias,permissionrias e autorizadas do setor de energia eltrica, ed outras providncias, estabelece, em seu artigo segundo,que as concessionrias de gerao e empresas autorizadas produo independente de energia eltrica ficam obrigadasa aplicar, anualmente, o montante de, no mnimo, 1% de suareceita operacional lquida em pesquisa e desenvolvimentodo setor eltrico, excluindo-se, por iseno, as empresas quegerem energia exclusivamente a partir de instalaes elica,solar, biomassa, pequenas centrais hidreltricas e cogeraoqualificada, observando que para as instituies de pesquisae de desenvolvimento receberem os recursos estabelecidospela Lei n. 9.991, necessrio que essas instituies sejamnacionaisecadastradasnoMinistriodaFazenda,responsvel pelo repasse das verbas.100 Com respeito s orientaes para seleo de laboratrios deensaios para fins de certificao, constante na legislao daANATEL,osensaiosaquesersubmetidaaamostradoprodutodeveroserrealizados,preferencialmente,porlaboratrio de terceira parte, escolhido pelo interessado juntoao Organismo de Certificao Designado contratado, entreaqueles credenciados pelo INMETRO ou reconhecidos pormeiodeAcordodeReconhecimentoMtuo,segundoosregulamentoseditadosouasnormasadotadaspelaANATEL. No caso de impossibilidade de contratao de umlaboratrionacionalconformeestipuladonalegislao,ointeressado poder valer-se de outros laboratrios nacionaisdesde que determinada ordem de prioridade seja observada.Inexistindolaboratriosqueatendamaessaordemdeprioridade, o Organismo de Certificao Designado poderaceitarlaboratriosdeensaiosestrangeiros,desdequecredenciados pelo organismo credenciador oficial (e membrodo ILAC) do pas de origem.V1I1V2I2acd bUmcircuitolinearmodeladoporumquadripolo,comomostradonafiguraacima,comosseguintesparmetrosdeimpedncia: z11 = 10 S, z12 = z21 = 5 S e z22 = 4 S. Com basenessas informaes, julgue os itens seguintes.101 Considerandoqueumafontedetensode20Vsejaconectada aos terminais a e b (polaridade em a maior do quea polaridade em b), e que uma carga de 1 S seja conectadaentre os terminais c e d, ento a corrente que flui pela fontede tenso ser igual a 5 A.102 Considerandoqueumafontedecorrentede5Asejaconectada aos terminais a e b (polaridade em a maior do queapolaridadeemb),emantendo-seosterminaiscedemaberto, ento a diferena de potencial entre os terminais c ed (Vcd), e entre os terminais a e b (Vab), ser de 25 V e 50 V,respectivamente. 103 Considerandoaconexodeumafontedetensode30Ventreosterminaisaeb(polaridadeemamaiordoqueapolaridade em b), ento a resistncia de Norton vista pelosterminais c e d do quadripolo ser igual a 1,5 S.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 9 Com respeito ao sistema internacional de unidades (SI), julgueos seguintes itens.104 O SI construdo a partir de seis unidades bsicas: metro,quilograma,segundo,ampre,Kelvinecandela.Comoexemplo de unidades derivadas, pode-se citar o volt (unidadedetensoeltrica,tambmchamadadevoltagemoudiferena de potencial) que definida como a razo entre aunidade de trabalho (joule) e a unidade de carga (coulomb).105 O SI incorpora o sistema decimal para relacionar unidadesmaioresoumenoresqueasunidadesbsicas,utilizandoprefixoscorrespondentessvriaspotnciasdedez.Os seguintes prefixos so dispostos em ordem decrescente depotncias: tera (T), gica (G), mega ( M), pico (p), atto (a) efemto (f), correspondendo, respectivamente, a 1012, 109, 106,10!12, 10!15 e 10!18.Um circuito lgico digital projetado para gerar a funo booleana:Considerando essas informaes, julgue os prximos itens.106 A tabela verdade do circuito lgico possui a seguinte estrutura.A B C f(A,B,C)0 0 0 00 0 1 00 1 0 01 0 0 00 1 1 11 0 1 11 1 0 01 1 1 1107 Em termos de utilizao mnima do nmero de portas lgicasbsicas,aimplementaotimadocircuitorequerduasportas inversoras (NOT), duas portas OR (porta OU) de trsentradas e trs portas AND (porta E) de trs entradas.ControladoresProporcional-Integral-Derivativo(PID),emborapossuamestruturarelativamentesimples,demonstramsersatisfatrios para o controle de grande variedade de processos.OcontroladorPIDcapazdeeliminarerrosderegimepermanente(aointegral),anteciparocomportamentodoprocesso (ao derivativa) e reagir ao erro presente, conferindoao sistema de controle uma reao rpida ao de perturbaesouvariaesderefernciademagnitudessignificativas(ao proporcional).O diagrama em blocos de um controladorPID convencional apresentado a seguir.Es ( ) Us ( )Com base nessas informaes, julgue os itens subsequentes.108 A funo de transferncia do controlador PID dada pelaexpresso,, onde K oganho,TaeTbsoasconstantesdetempointegralederivativo, respectivamente, e p um plo para limitao deganho em altas frequncias.109 Uma possvel realizao do diagrama de blocos dada pelocircuitoabaixo,utilizandoamplificadoresoperacionais,resistores,potencimetrosecapacitores.Oganho,aconstante de tempo integral, a constante de tempo derivativoe o plo so dados por K = R2/R1, Ti = C1R4, Td = C2R6 e p =C2R5, respectivamente.R2R1et ()ut ()R3R4R3C1C2R7R7R6R7R5R7R7R7RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 10 Comrelaoscaractersticaseaplicaesdemateriaismagnticos, julgue os seguintes itens.110 Transformadoressoelementosdecircuitoextremamenteimportantes, empregando, tipicamente, um ncleo de ferritapara acoplar fluxo magntico entre as bobinas do primrio(entrada) e secundrio (sada). Alm de proporcionar bomisolamento eltrico para a fonte CA de alimentao, a tensoCAnasadapodeseramplificadapormeiodarelaodenmerodeespirasentreasbobinasdoprimrioedosecundrio do transformador. Assim, para que o valor rms datenso de sada do transformador seja cinco vezes o valor datenso rms de entrada, a razo N entre o nmero de espirasdabobinadoprimrioenmerodeespirasdabobinadosecundrio deve ser N = 5. 111 Em circuitos magnticos, a resistncia ao fluxo magntico chamada de relutncia R. De forma semelhante lei de Ohmpara circuitos eltricos, a frmula de Rowland estabelece quea relutncia a razo entre a fora magnetomotriz e o fluxomagntico.Paraumelementodecircuitomagnticodecomprimento l, rea de seo transversal A e permeabilidademagntica:,arelutnciacorrespondenteRdiretamenteproporcional ao comprimento l e inversamente proporcional rea A.112 Materiais ferromagnticos tpicos so compostos de ferro ede ligas de ferro com outros metais (por exemplo, cobalto,tungstnio,nquelealumnio).Essesmateriaissocompostos por grande nmero de domnios, ou seja, regiesnas quais os momentos magnticos de todos os tomos estoem paralelo, originando um momento magntico resultantenaquele domnio.Osciladoreseletrnicosrepresentamumaclasseimportantedecircuitos,aexemplodeamplificadoreseportaslgicas.Comrelaoscaractersticasdecircuitososciladores,julgueos itens a seguir.113 Para manter oscilaes senoidais com amplitude constante,o circuito oscilador deve possuir, em regime permanente, umpardepoloscomplexosconjugadossituadosnoeixoimaginrio (jT) do plano complexo (s = F + jT). Na prtica,umamplificadoroperacionalcomrealimentaopositivapodeserutilizadonaimplementaodeumcircuitooscilador. 114 Umosciladorpodeempregarumelementoressonante(porexemplo,cristal)ouumcircuitotambmressonanteparaestabelecimentodesuafrequnciadeoperao.NasituaoespecficadautilizaodeumcircuitoressonanteLCparalelo,comL=1mHeC=10pF,afrequncia de operao do oscilador fo = 10 MHz.RASCUNHOUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 11 A ponte de Wheatstone um instrumento apropriado paramedioderesistncias,impedncias,capacitncias,indutncias e outras grandezas. A configurao da ponte deWheatstoneparamedioderesistnciasmostradaacima.Nessaconfigurao,Vsumafontedetensoconhecida, G um galvanmetro, e R1 (valor constante), R2(valorajustvel)eR3(valorconstante)soresistnciasconhecidas.AresistnciaRxdesconhecidaepodeserdeterminada pela ponte. Acerca dessas informaes, julgueos itens a seguir.115 ApontedeWheatstoneestbalanceadaquandoaleitura da corrente pelo galvanmetro e a diferena depotencial entre seus terminais so ambas nulas. Essasituao pode ser obtida por meio do ajuste de R2.116 Com os valores R1 = 100 S, R2 = 200 S e R3 = 500 S,e Rx = 40 S, a ponte estar balanceada.Comrespeitoscaractersticasdeantenasbsicas,julgueositenssubsequentes.117 Aresistnciadeirradiaodeumaantenadefinidacomoaresistnciadeumresistorhipotticoquedissipariaamesmapotnciairradiadapelaantenaquandoalimentadopelamesmacorrente.Paradeterminadaantenadipolo,quantomenorocomprimento da onda irradiada, maior a resistncia de irradiao.118 Uma antena monopolo quarto de onda alimentada, em sua base,porumafontedecorrentei(t)=IMcos(2B100106t+2).Parairradiaoeficiente,ocomprimentodomonopoloiguala 75 cm.Ocircuitoacima,alimentadoporumafontedecorrentedevalornominal I, constitudo de uma rede de diodos idnticos. Em conduo,os diodos podem ser modelados como uma bateria VDO em srie comuma resistncia r. Considerando essas informaes, julgue os prximositens.119 A diferena de potencial entre os terminais da fonte de corrente 120 A soma das potncias dissipadas pelos resistores de resistncias 2Re 3R .RASCUNHO3R2RVaIVbUnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 12 PROVA DISCURSIVA Nesta prova, faa o que se pede, usando os espaos para rascunho indicados no presente caderno. Em seguida, transcreva o textopara o CADERNO DE TEXTO DEFINITIVO DA PROVA DISCURSIVA, nos locais apropriados, pois no sero avaliadosfragmentos de texto escritos em locais indevidos. Qualquer fragmento de texto alm da extenso mxima de sessenta linhas ser desconsiderado. No caderno de texto definitivo, identifique-se apenas no cabealho da primeira pgina, pois no ser avaliado texto que tenhaqualquer assinatura ou marca identificadora fora do local apropriado.Calormetros so equipamentos de medio utilizados na anlise de vrias relaes de energia.Emexperimentoscomamostrasreduzidasoucombaixastaxasdeaquecimento,tcnicasmicrocalorimtricas so normalmente necessrias.O projeto de microcalormetros varia consideravelmente, dependendo da aplicao especfica,sendoquemuitosdessesinstrumentossofeitosartesanalmente.Duranteexperimentoscommicrocalormetros, o usurio pode estar interessado na medio de pequenas variaes de temperatura(por exemplo, da ordem de 0,1 C), e a aplicao de tcnicas de diferena torna-se fundamental paraa obteno de resultados confiveis.Considerandoqueotextoacimatemcarterunicamentemotivador,nacondiodepesquisador-tecnologistaemmetrologiaequalidade na rea de eletrnica designado para projetar um microcalormetro de monitoramento da variao de temperatura de reaesqumicas em solues utilizadas no tratamento de placas de circuitos, redija um texto dissertativo que detalhe a metodologia e osresultados esperados do projeto. Considere, tambm, que o calormetro deve ser exato e de custo acessvel. Ao elaborar seu texto,aborde, necessariamente, os seguintes aspectos:< breve descrio do problema, a ttulo de introduo;< possveis transdutores a serem utilizados (pelo menos dois); com base na anlise de desempenho, comparando vantagens edesvantagens de cada um, opte pelo transdutor mais apropriado;< descriodatcnicadediferena,especificandoonmerodetransdutoresutilizadosealocalizaodelesnoaparatoexperimental;< dados experimentais a serem medidos e equipamentos eletrnicos necessrios;< procedimento de calibrao (e compensao de offset, se necessrio) do transdutor;< desenvolvimento de um sistema computacional de aquisio de dados, detalhando caractersticas da placa de aquisio e dosoftware (ou programao) utilizados na visualizao da medio;< breve concluso, sumarizando o projeto.UnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 13 RASCUNHO 1/2123456789101112131415161718192021222324252627282930UnB/CESPE INMETRO Cargo 21: Pesquisador-Tecnologista em Metrologia e Qualidade rea: Engenharia Eletrnica 14 RASCUNHO 2/2313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960