portifolio materiais eletronicos

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gestão da produção industrial – materiais eletrônicos
luciane segal folegatti - 209982021
portifólio materiais eletrônicos
Desafio 1, 2 e 3.
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Guarulhos
2021
LUCIANE SEGAL FOLEGATTI
PORTIFÓLIO MATERIAIS ELETRÔNICOS
Desafio 1, 2 e 3.
Trabalho apresentado ao Curso Gestão da Produção Industrial do Centro Universitário ENIAC para a disciplina Materiais Eletrônicos.
Prof. Maria Cristina Tagliari Diniz
Guarulhos
2021
Desafio 1
Uma das propriedades mais importantes dos materiais condutores é a condutividade elétrica, a qual indica se o material pode ser um bom ou mau condutor de eletricidade, dependendo de seu valor.
Imagine que você trabalha em um laboratório de materiais e recebeu três condutores de materiais não identificados. Então, foi decidido realizar um ensaio para determinar a resistência desses materiais.
Os condutores são cilíndricos e possuem 50 cm de comprimento e 10 cm de diâmetro.
O ensaio levantou às seguintes resistências para os materiais:
Seu trabalho é calcular a condutividade elétrica desses três tipos de Seu trabalho é calcular a condutividade elétrica desses três tipos de material e identificá-los de acordo com a tabela em anexo.
Resposta:
Material I – Através dos cálculos apresentados a seguir, foi identificado que o material I é a Prata.
Condutividade elétrica:?
Resitividade elétrica:? 
A: 10cm de diâmetro 
Raio = diâmetro / 2 = 10 / 2 = 5 
 
A = 3,14. (5)² = 7,85m2
L = 50 cm de comprimento = 0,50m de comprimento
Resistência conforme tabela: 9,36. 10-7
R = ρl / A
9,36.10-7 = ρ. 0,50 / 7,85 
Ρ(resitividade) = 146,9. 10-7
σ = 1 / ρ
σ = 1 / 146,9. 10-7 = 0,006807.107 = 6,8 . 107
σ(condutividade) = 6,8. 107 - Prata.
Material II - Através dos cálculos apresentados a seguir, foi identificado que o material I é o Alumínio.
Resistência Elétrica: 1,68. 10-6
A = 7,85
L = 0,50m
R = ρl / A
1,68. 10-6 = = ρ. 0,50 / 7,85
Ρ(resitividade) = 26,37. 107
σ = 1 / ρ
σ = 1 / 26,37. 107 = 0,0379 = 3,8. 107
σ(condutividade) = 3,8. 107 – Alumínio.
Material III- Através dos cálculos apresentados a seguir, foi identificado que o material I é o Ferro.
Resistência Elétrica: 6,37. 10-6
A = 7,85
L = 0,50m
R = ρl / A
6,37. 10-6 = = ρ. 0,50 / 7,85
Ρ(resitividade) = 100,009. 10-6
σ = 1 / ρ
σ = 1 / 100,009. 10-6 = 0,00999 . 107 = 1,00. 107
σ(condutividade) = 1,00. 107 – Ferro.
Desafio 2
Uma das propriedades mais importantes dos materiais isolantes é a constante dielétrica, a qual indica se o material pode ser um bom isolante ou condutor de eletricidade, dependendo de seu valor.
Imagine que você trabalha em um laboratório de materiais e participou de um ensaio para determinar a constante dielétrica de três tipos de materiais diferentes.
O seu trabalho é calcular a constante dielétrica desses três tipos de materiais, fazendo uma análise comparativa dos seus valores. 
Resposta
Capacitor tem capacitância de 0,2 pF
Tensão 10 volts
Q0:
1) 0,2
2) 0,333
3) 0,033
Constante dielétrica?
Q = CV
onde: Q — carga do capacitor [C];
 C — Capacitância [F];
 V — Tensão aplicada [V].
Q = 0,2 x 10 = 2,0 C
1) ε = Q /Q0
ε = 2,0 / 0,2 = 10
2) ε = Q /Q0
ε = 2,0 / 0,333 = 6,0
3) ε = Q /Q0
ε = 2,0 / 0,033 = 60,60
Quanto maior o valor da constante dielétrica, menos isolante será o material.
Desafio 3
Uma das propriedades mais importantes dos materiais semicondutores é a concentração de portadores de carga, a qual indica a quantidade de elétrons e buracos por unidade de volume de determinado material.
Imagine que você trabalha em um laboratório de materiais e recebeu três semicondutores intrínsecos de materiais não identificados. Logo, foi decidido realizar um ensaio para determinar a condutividade elétrica desses materiais.
O ensaio levantou as seguintes condutividades para os materiais:
Seu trabalho é identificar o tipo de material e calcular a concentração intrínseca desse.
Respostas
Material I - Através dos cálculos apresentados a seguir, foi identificado que o material I é o Ge
σ = n|e|(μe + μb ).
onde: 
σ — condutividade elétrica [1/Ω ∙ m];
 n — número de elétrons livres por metro cúbico; 
|e| — magnitude absoluta da carga elétrica de um elétron (1,6 ∙ 10-19 C);
 µe — mobilidade eletrônica [m²/V ∙ s];
 p — número de buracos por metro cúbico; 
µb — mobilidade dos buracos [m²/V ∙ s].
σ = n|e|(μe + μb ).
2,2 = n x 1,6. 10-19. (0,38 + 0,18)
n = 2,2/ 0,896. 10-19
n = 2,45. 10-19
Material II - Através dos cálculos apresentados a seguir, foi identificado que o material I é o Si.
σ = n|e|(μe + μb ).
onde: 
σ — condutividade elétrica [1/Ω ∙ m];
 n — número de elétrons livres por metro cúbico; 
|e| — magnitude absoluta da carga elétrica de um elétron (1,6 ∙ 10-19 C);
 µe — mobilidade eletrônica [m²/V ∙ s];
 p — número de buracos por metro cúbico; 
µb — mobilidade dos buracos [m²/V ∙ s].
σ = n|e|(μe + μb ).
4. 10-4 = n x 1,6. 10-19 (0,14 + 0,05)
0,304. 10-19n = 4. 10-4
n = 4. 10-4 / 0,304. 10-19
n= 13,1578. 10-15
Material III - Através dos cálculos apresentados a seguir, foi identificado que o material I é o GaAS.
σ = n|e|(μe + μb ).
onde: 
σ — condutividade elétrica [1/Ω ∙ m];
 n — número de elétrons livres por metro cúbico; 
|e| — magnitude absoluta da carga elétrica de um elétron (1,6 ∙ 10-19 C);
 µe — mobilidade eletrônica [m²/V ∙ s];
 p — número de buracos por metro cúbico; 
µb — mobilidade dos buracos [m²/V ∙ s].
σ = n|e|(μe + μb ).
10-6 = n x 1,6. 10-19. (0,85+0,04)
10-6= 1,424.10-19n
n= 10-6 / 1,424.10-19
n= 0,7022. 10-13 
Conclusão
Segundo Bernard (2020), os materiais dielétricos são muito importantes e utilizados por causa de suas propriedades de isolantes elétricos. As principais características desses materiais são a condutividade elétrica, que pode ser exemplificada através dos elétrons livres em um fio condutor, a permissividade elétrica, que é uma importante característica para a construção de capacitores, e a rigidez dielétrica, que é um fenômeno ligado ao campo elétrico aplicado em um dado material.
 Dependendo do valor de campo ao qual o material é exposto, ele pode deixar de ser isolante e passar a ser um condutor. Além de variar com a frequência do campo elétrico, a condutividade e a permissividade podem apresentar um comportamento não linear quando o campo elétrico aumenta de intensidade, o que implica em alterações na distribuição do campo. 
É de grande importância conhecer as principais características dos materiais condutores, desde a utilização para o transporte de energia elétrica das simples edificações até sistemas de transmissão.
Referências Bibliográficas