Questões de Concurso Sobre engenharia eletrônica

Em dispositivos semicondutores, o entendimento da junção PN é fundamental para estudo de diodos e muitos tipos de transistores, influenciando diretamente o seu funcionamento, desde a retificação até a amplificação. Em laboratórios de pesquisa e desenvolvimento, entender como uma junção PN responde sob diferentes condições de tensão é crucial para o design de circuitos mais eficientes e robustos.

Quando uma tensão reversa é aplicada a uma junção PN, qual é o efeito observado na junção?

Durante uma sessão de laboratório, os estudantes de eletrônica estão explorando diferentes configurações de portas lógicas a fim de entender como as suas combinações podem ser usadas para implementar funções lógicas diferentes.

Um estudante montou o circuito da figura abaixo, composto exclusivamente por portas NOT, NAND e OR, e percebeu que o circuito era equivalente a uma porta lógica conhecida. Observe que as entradas são marcadas como A e B, e a saída como S.

Fonte: IFSP, 2024

Qual é a porta lógica resultante do circuito?  

Os sistemas de comunicações digitais são sistemas que utilizam os mais diversos meios de transmissão (cabos, fibras ópticas, ar, vácuo) e carregam as mais variadas informações. Sistemas de transmissões, como o rádio, TV digital e os modems, entre outros, utilizam a modulação para modificar o espectro do sinal a ser transmitido. A modulação em amplitude AM consiste em modificar a amplitude da onda portadora para transmitir a informação. Considerando os sinais modulante m(t) = 5cos (2000πt) V e portadora m(t) = 4cos (40π x 10³ t) V, e assumindo a modulação AM-DSB, qual é o índice de modulação μ_M e a largura de banda B_AM?

Em uma cafeteira elétrica, um sinal de parada X é gerado para interromper a operação na cafeteira e para acionar luz indicadora de multi-funções, sempre que uma das condições a seguir ocorrer:   

• Pouca água ou falta dela no reservatório e alavanca aberta.

• Água suficiente no reservatório, cápsula inadequada e alavanca aberta.

     O nível de água no reservatório apresenta nível lógico 1, se houver água suficiente no reservatório, e nível lógico 0, se houver pouca água ou falta dela no reservatório. O compartimento de cápsulas apresenta nível lógico 1 para a presença de cápsula e nível 0 para a falta de cápsula, para cápsula inadequada ou mal encaixada. A alavanca de abertura do compartimento de cápsulas apresenta nível lógico 1, se estiver fechada, e nível lógico 0, se estiver levantada.

Projete um circuito lógico que gere uma saída X em nível ALTO para as condições acima estabelecidas:

Considere o seguinte esquema elétrico de um CLP, elaborado para implementar uma lógica com a finalidade de ligar/desligar uma lâmpada L1 em determinadas situações de acionamento das chaves S1, S2 e S3:

Fonte: IFSP, 2024.

Sistemas lineares e invariantes no tempo têm fundamental importância nas áreas de processamento de sinais e sistemas de controle. Processamento de sinais é uma tecnologia que aplica algoritmos computacionais em dados digitais para a realização de operações específicas, tais como filtragem digital de sinais, reconhecimento de voz, tratamento de imagens, etc. Em processamento de sinais, a resposta ao impulso de um sistema permite calcular a saída para qualquer sinal de entrada, por meio da convolução deste com a resposta ao impulso do sistema. Um sistema linear tem a seguinte relação para a entrada x[n] e a saída y[n]:

Encontre y[n] dado que os sinais x[n] = δ[n - 1] e g[n] = u[n] - u[n - 3]

Cargas consumidoras de energia elétrica residenciais ou industriais podem consumir energia reativa indutiva. Esses tipos de carga podem ser motores, reatores de lâmpadas, transformadores, etc. Sobre esse tipo de consumo e sua potência medida, podemos afirmar:

Foi desenvolvido um equipamento de comunicação para funcionar como interfone, composto por microfone, fone e microcontrolador. O microfone utilizado possui faixa de resposta de frequência entre 300 Hz e 15 kHz, conforme ilustrado abaixo, enquanto todo o circuito está cuidadosamente acomodado em espaço sob medida, garantindo ajuste preciso dos componentes principais. Para garantir que apenas a voz humana (geralmente na faixa de 300 Hz a 3,4 kHz) seja transmitida de forma eficiente e com qualidade, é necessária uma filtragem adequada. Considerando o contexto do equipamento e suas características de projeto, qual seria a solução mais estável e confiável para realizar essa filtragem?

Fonte: IFSP, 2024

    Um forno industrial utilizado no processo de fundição é aquecido por uma resistência elétrica. O controle da energia fornecida à resistência é feito por meio de um TRIAC em um circuito de corrente alternada monofásica. O ajuste da potência média aplicada ao forno depende da variação no ângulo de disparo do TRIAC.

    Qual das alternativas abaixo descreve corretamente o comportamento do TRIAC para garantir a quantidade adequada de energia fornecida ao forno?

Na indústria atual, um importante sistema de controle é baseado nas técnicas proporcional, integral e derivativa . Em alguns casos, esses métodos são utilizados isoladamente e, em algumas aplicações, são utilizados conjuntamente. Sobre os métodos de controle proporcional, integral e derivativo, podemos afirmar somente que:

O uso de microcontroladores na indústria moderna é cada vez maior. A cada lançamento de um novo tipo de microcontrolador, novos patamares de capacidade de processamento desses componentes são alcançados. Além disso, a facilidade de programação também é algo que tem aumentado a cada lançamento. Exemplo disso são os microcontroladores Arduino. A linha de código a seguir ilustra um recorte de um código escrito para Arduino: 

Com base nessas linhas de códigos podemos afirmar que:

Um carro de luxo foi desenvolvido com um sistema que aquece o volante durante tempos de frio, proporcionando maior conforto ao motorista. O aquecimento é feito por uma resistência elétrica que opera com tensão de 5 V. A bateria do veículo fornece 12 V e, para garantir o aquecimento eficiente do volante, sem desperdício de energia, é necessário escolher a solução mais adequada para reduzir a tensão da bateria. Sabendo que a eficiência energética é uma prioridade em aplicações automotivas, qual das opções abaixo é a correta quanto ao procedimento mais indicado para alimentar o aquecedor do volante?

Analise os dois circuitos digitais a seguir: 

Fonte: IFSP, 2024.

Assinale a alternativa que contém o nome da teoria da eletrônica digital que valida a equivalência entre esses dois circuitos: 

Em um sistema de navegação aérea, uma aeronave utiliza sinais de rádio frequência para determinar a sua posição em relação a várias estações terrestres. O sistema opera com modulação em amplitude (AM) para transmitir informações sobre a direção e a distância da aeronave até as estações. A frequência portadora utilizada é de 115 MHz, e a informação de direção é transmitida modulando a amplitude da portadora com um sinal de baixa frequência de 30 Hz.

No entanto, foi identificado que, em algumas situações, devido a interferências, a portadora da onda de rádio acaba sendo suprimida. Mesmo assim, o sistema é capaz de realizar a demodulação e de extrair a informação necessária para a navegação.

Qual tipo de demodulador seria ideal para este cenário?

Considere o seguinte esquema elétrico de um CLP, elaborado para implementar uma lógica de selo no seu contato de saída Q2 para ligar/desligar uma lâmpada L1 por meio do acionamento das chaves S1 e S2:

Fonte: IFSP, 2024

Qual alternativa a seguir ilustra um programa, em Linguagem de Programação Ladder, para implementar a lógica acima descrita?

Um determinado processo industrial pode ser modelado através de um sistema linear em diagrama em blocos representado na figura. Em uma situação na qual o ganho do controlador seja ajustado em K = 1, indique a alternativa que apresenta corretamente os polos de malha fechada e a classificação do sistema quanto a sua estabilidade, respectivamente.

Fonte: IFSP, 2024.

Um dos critérios no estudo da qualidade de sistemas de controle em malha fechada é o Erro de regime permanente, determinado por E_reg = 

Deste modo, determine-o para o sistema de primeira ordem representado no diagrama de blocos a seguir considerando uma entrada de degrau unitário.

Fonte: IFSP, 2024

A modelagem matemática representa uma etapa importante em projetos de engenharia de controle em que, após a aplicação das leis fundamentais, simplificações e aproximações, é possível determinar uma equação matemática capaz de representar de forma próxima o comportamento dinâmico de um determinado sistema, seja ele térmico, mecânico, elétrico ou hidráulico. Deste modo, dado o circuito eletrônico a seguir, obtenha a função de transferência que represente seu comportamento dinâmico, considerando o amplificador operacional ideal.

Fonte: IFSP, 2024

Um engenheiro de automação está programando um Controlador Lógico Programável (CLP) para gerenciar o controle de um sistema de esteiras em uma fábrica. O CLP é programado utilizando a linguagem Ladder para garantir que as esteiras operem de maneira segura. A figura abaixo mostra um diagrama Ladder utilizado para acionar duas saídas, esteira 1 (Y1) e esteira 2 (Y2), com base nas entradas X1, X2, X3 e X4.

Com base no diagrama apresentado, analise as seguintes afirmativas:

I. Se a entrada X1 estiver desacionada, a esteira 1 será acionada, independentemente do estado de X2.

II. A esteira 2 será acionada se X3 e X4 forem acionadas.

III. Se todas as entradas estiverem desacionadas, a esteira 2 será acionada.

Quais afirmativas estão corretas?

O funcionamento de inversor de frequência consiste na variação da frequência que alimenta o motor de indução trifásico, por meio de um circuito de controle e dispositivos de estado sólido, inicialmente tiristores e, nos dias atuais, IGBT’s. Porém, operar um motor com frequências abaixo ou acima da sua frequência nominal pode trazer dificuldades à operação. A figura a seguir mostra uma curva operacional típica que os fabricantes divulgam para evitar danos ao motor, em que um fator é aplicado ao conjugado nominal para determinar sua capacidade de trabalho. 

Fonte: FRANCHI, C. M. Acionamentos Elétricos.São Paulo: Érica, 4ª edição, 2014. 

Assim, sobre operações com inversores de frequência, assinale a alternativa correta.