
	Popular ▼ ICSE CBSE 10th ISC CBSE 12th CTET GATE UGC NET Vestibulares ResFinder

Enade Exame de 2002 - PROVAS - Engenharia Elétrica

52 páginas, 72 perguntas, 0 perguntas com respostas, 0 respostas total,

	vestibular	+Fave Message
	Perfil Linha do Tempo Uploads P & R

Página Inicial > vestibular > Enade (Exame Nacional de Desempenho de Estudantes) >

Instantly get Model Answers to questions on this ResPaper. Try now!
NEW ResPaper Exclusive!

Formatting page ...

CADERNO DE QUEST ES Instru es 1- Voc est recebendo o seguinte material: a) este caderno com o enunciado das 7 (sete) quest es comuns a todos os formandos e de outras 15 (quinze) quest es espec ficas, das quais voc dever responder a ENGENHARIA EL TRICA 3 (tr s), sua escolha, e das quest es relativas s impress es sobre a prova, assim distribu das: Nos das pp. neste Caderno Valor de cada quest o Partes Nos das Quest es Quest es comuns 1a7 2a7 10,0 Quest es espec ficas 8 a 22 9 a 26 10,0 Impress es sobre a prova 1 a 17 27 b) 01 Caderno de Respostas em cuja capa existe, na parte inferior, um cart o destinado s respostas das quest es relativas s impress es sobre a prova. O desenvolvimento e as respostas das quest es discursivas dever o ser feitos a caneta esferogr fica de tinta preta e dispostos nos espa os especificados nas p ginas do Caderno de Respostas. 2 - Verifique se este material est em ordem e se o seu nome no CART O-RESPOSTA est correto. Caso contr rio, notifique IMEDIATAMENTE a um dos Respons veis pela sala. 3 - Ap s a confer ncia do seu nome no CART O-RESPOSTA, voc dever assin -lo no espa o pr prio, utilizando caneta esferogr fica de tinta preta. 4 - Esta prova individual. Voc PODE usar calculadora e r gua; entretanto s o vedadas qualquer comunica o e troca de material entre os presentes, consultas a material bibliogr fico, cadernos ou anota es de qualquer esp cie. 5 - Quando terminar, entregue a um dos Respons veis pela sala o CART ORESPOSTA grampeado ao Caderno de Respostas e assine a Lista de Presen a. Cabe esclarecer que nenhum graduando dever retirar-se da sala antes de decorridos 90 (noventa) minutos do in cio do Exame. 6 - Voc pode levar este CADERNO DE QUEST ES. OBS.: Caso ainda n o o tenha feito, entregue ao Respons vel pela sala o cart o com as respostas ao question rio-pesquisa e as eventuais corre es dos seus dados cadastrais. Se n o tiver trazido as respostas ao question rio-pesquisa, voc poder envi -las diretamente DAES/INEP (Esplanada dos Minist rios, Bloco L - Anexo II - Bras lia, DF - CEP 70047-900). 7 - VOC TER 04 (QUATRO) HORAS PARA RESPONDER S QUEST ES DISCURSIVAS E DE IMPRESS ES SOBRE A PROVA. OBRIGADO PELA PARTICIPA O! DAES MEC Minist rio da Educa o PROV O 2002 Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Diretoria de Estat sticas e Avalia o da Educa o Superior Cons rcio Funda o Cesgranrio/Funda o Carlos Chagas ENGENHARIA EL TRICA 1 1 O aterramento um item essencial para a seguran a das instala es el tricas, sendo a resist ncia de terra seu principal par metro caracter stico. Um dos m todos de medi o da resist ncia de terra emprega o Megger ( Meg Earth Tester ); o instrumento cujo esquema interno est representado na figura, de forma simplificada, por um volt metro V e um amper metro A em s rie com a bateria. Os eletrodos s o de alta condutividade. a) Esboce o circuito equivalente do diagrama mostrado na figura e determine a express o da resist ncia de terra, considerando que a resist ncia do volt metro muito elevada e que a do amper metro pode ser desprezada. (valor: 8,0 pontos) b) Apresente duas poss veis provid ncias para reduzir a resist ncia de terra, caso a resist ncia medida tenha ultrapassado o limite de 5 especificado pela norma de seguran a para esta situa o. (valor: 2,0 pontos) 2 Como engenheiro respons vel pelo estudo da viabilidade econ mica da instala o de uma nova linha de produ o de componentes na ind stria eletro-eletr nica onde trabalha, voc dever realizar a an lise do ponto de equil brio que define o n vel de produ o em que a receita das vendas equilibra os custos totais. Para isso, voc levantou as informa es a seguir. A nova linha vai produzir um nico tipo de componente. O custo fixo mensal dessa linha de produ o ser R$ 1.480.000,00. O custo vari vel unit rio do componente ser R$ 485,00. O componente a ser produzido ser vendido pelo pre o unit rio de R$ 633,00. a) Calcule o n vel de produ o, em n mero de componentes, da nova linha em seu ponto de equil brio. (valor: 5,0 pontos) b) Calcule o n vel mensal de produ o dessa nova linha, em n mero de componentes, para que opere com lucro bruto de 10% de suas receitas totais. (valor: 5,0 pontos) ENGENHARIA EL TRICA 2 PROV O 2002 3 Com o aux lio de um microcomputador, deseja-se gerar uma tabela que contenha os valores do co-seno dos ngulos de 0 a 360 , variando de 30 em 30 , e empregando os primeiros 17 elementos da s rie X 2 X 4 X 6 X 8 X 10 X 12 X 14 cos X = 1 + + + + ... 2! 4! 6! 8! 10! 12! 14! Nessa s rie, X representa o ngulo , em radianos. A seguir, apresentado em pseudoc digo o algoritmo para gera o da tabela. algoritmo TABELA vari veis num rico : X, Y, n, PI, termo, cosx { Y representa a vari vel que armazena o ngulo em graus } { X representa a vari vel que armazena o ngulo em radianos } { n representa a vari vel utilizada no loop para determinar o cos(x) atrav s dos primeiros 17 elementos da s rie } { PI representa a vari vel que deve armazenar 3,1416 } { termo representa a vari vel que armazena os termos da s rie } { cosx representa a vari vel que deve armazenar o valor do cos(x) } fun o FATORIAL(NR:num rico):num rico Lacuna 1 fim-fun o-FATORIAL { corpo do algoritmo } in cio PI 3,1416 Lacuna 2 fim-do-algoritmo. a) Escreva a express o da lei de forma o que ser empregada no algoritmo. (valor: 3,0 pontos) b) Apresente, a fun o recursiva para o FATORIAL que emprega o conceito de passagem de par metro, que deve constar na lacuna 1. (valor: 3,0 pontos) c) Apresente a seq ncia de instru es que deve constar na lacuna 2. (valor: 4,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas Observar que, para a express o C = AB, n o permitida a seguinte codifica o. C A ** B Deve-se buscar uma alternativa, com o emprego das fun es EXP e LN. Para isso, sabe-se que: se M = eN, ent o M EXP(N) PROV O 2002 e se P = ln Q, ent o P LN(Q) ENGENHARIA EL TRICA 3 4 Diante da necessidade de economizar energia el trica convertida em ilumina o, foram propostos os quatro circuitos apresentados abaixo. Em cada um deles, as chaves Ch1 e Ch2 permitem ativar a ilumina o e, ainda, de acordo com suas posi es, selecionar duas modalidades de consumo: consumo baixo ou consumo pleno. Para cada um dos quatro circuitos, indique a posi o (aberta ou fechada) de cada uma das duas chaves na modalidade de consumo baixo, e calcule a pot ncia utilizada para a ilumina o. (valor: 10,0 pontos) Ch2 Ch2 Ch1 Ch1 110 Ohms 110W 110V 110W 110V 60 Hz 110V 60 Hz 110V Circuito 1 Circuito 2 Ch1 Ch2 2:1 Ch1 110V 110W 110V 110W 110W 60 Hz 220V 110V 2:1 60 Hz 110V Ch2 Circuito 4 Circuito 3 Dados / Informa es T cnicas Nos circuitos, para cada l mpada foram especificadas a tens o e a pot ncia nominais. Considere os componentes ideais. ENGENHARIA EL TRICA 4 PROV O 2002 5 Num alto-falante, para a reprodu o fiel da voz, necess rio que a for a exercida sobre o diafragma seja diretamente proporcional corrente el trica I da bobina, conforme representado na figura. Como se pode observar, o magneto cil ndrico apresenta um campo radial apontado para seu eixo. No entreferro inserida a parte cil ndrica, onde se encontra enrolada a bobina que, quando alimentada com uma corrente I, provoca o movimento do diafragma pela a o de uma for a F. Determine o vetor for a f F , por unidade de corrente, que atua no diafragma. X (valor: 10,0 pontos) Y MAGNETO Z BOBINA B D N ENTREFERRO D I A F R A G M A Dados / Informa es T cnicas D = 2 cm B = 0,85 Wb/m2 N = 30 espiras if if f dF = I dL x B PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 5 6 O circuito da figura representa um amplificador com desacoplamento DC, implementado com um amplificador operacional. R2 R1 C _ + Vi Vo A fun o de transfer ncia desse circuito : G (s) = Vo ( s ) Ks = Vi ( s ) s + onde K= R2 R1 = 1 R1C a) Os Diagramas de Bode em m dulo e fase representam a resposta em freq ncia, obtida em ensaio de laborat rio, para a fun o G(s). Com base nesses Diagramas, estime os valores de R1 e R2, considerando que o capacitor de desacoplamento de 10 F. (valor: 6,0 pontos) b) Ainda a partir desses Diagramas, calcule a tens o de sa da quando a tens o de entrada for vi (t ) = 10 cos (10 2 t + 40 ) (valor: 4,0 pontos) Diagramas de Bode 20 M dulo (dB) 10 0 - 10 - 20 Fase (graus) - 80 - 100 - 120 - 140 - 160 - 180 1 10 10 2 10 3 10 4 Freq ncia (rad/s) ENGENHARIA EL TRICA 6 PROV O 2002 7 Em uma ind stria, voc respons vel pela instala o de dois motores monof sicos de 127 V e 60 Hz, cujos dados constam da tabela. Motor Pot ncia Rendimento Fator de pot ncia 1 1 HP 60% 0,70 indutivo 2 2 HP 70% 0,95 capacitivo Voc disp e, ainda, das informa es a seguir. - O motor 2 de um tipo especial, por ter um capacitor ligado em s rie com o enrolamento. - A imped ncia entre a fonte de alimenta o e os pontos A e B 0,2 ohm. - A imped ncia entre cada motor e os pontos A e B desprez vel. A instala o dever ser feita de acordo com a figura. Fase Fonte de Alimenta o A Neutro B Motor 1 Motor 2 Calcule: a) a pot ncia total consumida pelo conjunto de motores; (valor: 3,0 pontos) b) o fator de pot ncia do conjunto de motores; (valor: 3,0 pontos) c) a corrente total fornecida pela fonte de alimenta o, quando os dois motores estiverem simultaneamente ligados em regime permanente; (valor: 2,0 pontos) d) a queda de tens o, em volts, entre a fonte de alimenta o e os pontos A e B. (valor: 2,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas 1 HP = 746 W PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 7 ATEN O! 1 A seguir ser o apresentadas as quest es de nos 8 a 22, relativas s mat rias de Forma o Profissional Espec fica, distribu das de acordo com as seguintes nfases: ELETROT CNICA: Quest es 8, 9 e 10 ELETR NICA: Quest es 11, 12 e 13 TELECOMUNICA ES: Quest es 14, 15 e 16 COMPUTA O: Quest es 17, 18 e 19 AUTOMA O E CONTROLE: Quest es 20, 21 e 22 2 Deste conjunto, voc dever responder a apenas 3 (tr s) quest es, que dever o ser l ivremente selecionadas por voc , podendo, inclusive, ser de nfases (especialidades da Engenharia El trica) diferentes. 3 Voc deve indicar as 3 (tr s) que escolheu no local apropriado no Caderno de Respostas. 4 Se voc responder a mais de 3 (tr s) quest es, as excedentes N O ser o corrigidas. ENGENHARIA EL TRICA 8 PROV O 2002 8 - ELETROT CNICA O ano de 2001 ficar marcado na mem ria dos brasileiros como o ano em que cada cidad o teve que mudar seus h bitos de consumo de energia el trica, para que o Pa s n o entrasse num colapso de abastecimento. Dentre as v rias alternativas para a diminui o desse consumo, foi levantada a hip tese de redu o da tens o operativa do sistema. A demanda por energia el trica consiste basicamente de cargas do tipo pot ncia constante, como motores, em geral, e de cargas do tipo imped ncia constante, como ilumina o e aquecimento, cujas curvas caracter sticas s o apresentadas nas Figuras 1 e 2, respectivamente. P (pu) P (pu) 0,0 1,0 Figura 1 Carga tipo pot ncia constante V (pu) 0,0 1,0 V (pu) Figura 2 Carga tipo imped ncia constante a) Calcule o percentual de redu o da pot ncia ativa consumida, para uma redu o de 5% na tens o nominal operativa do sistema el trico, considerando que a composi o da carga total seja de 50% de cada tipo. (valor: 5,0 pontos) b) Enumere tr s desvantagens da ado o da hip tese de redu o da tens o operativa do sistema, do ponto de vista do consumidor. (valor: 3,0 pontos) c) Considerando apenas o caso das cargas de aquecimento ou resfriamento, com controle de temperatura, o consumo de energia el trica sofrer aumento, diminui o ou n o ir se alterar? Justifique sua resposta. (valor: 2,0 pontos) PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 9 9 - ELETROT CNICA Uma linha de transmiss o de 345 kV e 60 Hz tem a configura o de dois condutores cil ndricos por fase, conforme apresenta a Figura 1. Cada condutor da linha m ltipla possui RMG pr prio de 1,2 cm. fase A fase B fase C 50 cm 50 cm 50 cm a a' b c b' 5m c' 5m Figura 1 a) Determine o valor da DMG pr pria de cada fase, tamb m conhecida como RMG. (valor: 2,0 pontos) b) Determine o valor da DMG m tua da linha de transmiss o. (valor: 2,0 pontos) c) Calcule a reat ncia indutiva da linha de transmiss o em ohm/km por fase. (valor: 2,0 pontos) d) Explique a raz o pela qual s o empregados condutores m ltiplos por fase nas linhas de transmiss o. (valor: 2,0 pontos) e) Explique por que devem ser transpostas as linhas de transmiss o que apresentam espa amentos n o eq il teros entre suas fases. (valor: 2,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas RMG = Raio M dio Geom trico DMG = Dist ncia M dia Geom trica L= onde DMGm tua ln 2 DMG pr pria , L a permeabilidade magn tica ( a indut ncia e = 4 10 7 H/m). A Figura 2 apresenta a configura o gen rica de uma Fase X e uma Fase Y, em que a Fase Y o retorno da Fase X. A Fase X composta por n condutores id nticos e paralelos. A Fase Y composta por m condutores tamb m id nticos e paralelos. a b' a' b m c n c' Fase Y Fase X Figura 2 Para essa configura o, tem-se: A DMG pr pria de X DMG pr pria = n 2 ( Daa Dab Dac A Dan )( Dba Dbb Dbc A Dbn )A ( Dna Dnb D nc A Dnn ) A DMGm tua de X para Y DMGm tua = n m ( Daa ' Dab ' Dac ' A Dam )( Dba ' Dbb ' Dbc ' A Dbm )A ( Dna ' Dnb ' D nc ' A Dnm ) A DMG m tua de uma linha polif sica a m dia geom trica das DMGs m tuas entre as suas fases. ENGENHARIA EL TRICA 10 PROV O 2002 10 - ELETROT CNICA Um gerador s ncrono trif sico, 60Hz, 20kV, 2 p los, de um produtor independente de energia el trica, est conectado ao sistema el trico por meio de um transformador elevador de tens o e de duas linhas de transmiss o em paralelo, conforme mostra a figura. disjuntores Vt E' V a o xd' x lt x lt Sistema El trico d 2 1 c b c xt 0 3 curto-circuito barra infinita Um curto-circuito trif sico ocorre em uma das linhas de transmiss o, junto ao barramento 2, e eliminado pela abertura dos disjuntores c e d . Esses disjuntores s o instantaneamente religados, de forma a n o alterar a topologia do sistema. a) Calcule o tempo m ximo de abertura dos disjuntores para que o gerador permane a em sincronismo com o sistema, dadas as condi es de opera o acima descritas. (valor: 4,0 pontos) b) Desenhe esquematicamente, no plano Pe , o crit rio das reas iguais, nas condi es de curto-circuito acima descritas. (valor: 3,0 pontos) c) O tempo m ximo de elimina o do curto-circuito seria maior, menor ou igual ao de outro gerador fisicamente maior que o considerado no item a ? Justifique sua resposta. (valor: 2,0 pontos) d) Na barra infinita, o que ocorre com a tens o e a freq ncia? (valor: 1,0 ponto) Dados / Informa es T cnicas V = 1, 0 pu o m dulo da tens o na barra infinita. Vt = 1, 0 pu o m dulo da tens o terminal do gerador. Pe = 1, 0 pu a pot ncia ativa gerada. x 'd = 0, 5 xt = 0,1 xlt = 0,5 pu a reat ncia transit ria de eixo direto. pu a reat ncia do transformador. pu a reat ncia de cada uma das linhas de transmiss o. Para um curto-circuito trif sico no local indicado, o ngulo m ximo e o tempo m ximo de abertura dos disjuntores s o dados pelas express es a seguir. max = cos 1 ( 2 o ) sen( o ) cos( o ) tmax = o 4 H ( max o ) s Pm o ngulo da tens o interna do gerador antes do curto-circuito. H = 2,0 segundos a constante de in rcia do rotor do gerador. s a velocidade s ncrona do rotor, em rad/s. Pm a pot ncia mec nica no eixo do rotor, considerada constante. PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 11 11 - ELETR NICA Para ser empregado como amplificador, o Transistor de Efeito de Campo (FET) tipo enriquecimento, constru do com tecnologia MOS, deve operar na regi o de satura o. O circuito da figura apresenta um amplificador com MOSFET de canal N operando na regi o de satura o. +12V Rd Rd 5K 4M + VGS VGS 6M ID MOSFET 5K Calcule: a) a corrente de dreno (ID); (valor: 4,0 pontos) b) a tens o entre a porta e a fonte (VGS); (valor: 2,0 pontos) c) o valor m ximo de Rd para que o transistor se mantenha operando na regi o de satura o. (valor: 4,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas Caracter sticas f sicas do MOSFET: Vt = 1V a tens o de limiar. n C 0 x = 40 A / V 2 W = 250 m L = 10 m o "par metro de condut ncia do processo". a largura do transistor. o comprimento do transistor. Equa o da corrente de dreno: ENGENHARIA EL TRICA W 1 2 I D = n C0 x (VGS Vt ) L 2 12 PROV O 2002 12 - ELETR NICA H programas de audit rio em que tr s competidores, A, B, e C, acionam cada qual um bot o, quando descobrem a solu o de uma pergunta. necess rio definir com precis o qual deles acionou seu bot o (chave A, B ou C da figura) em primeiro lugar. Para atender a esse prop sito, a figura apresenta o circuito de um dispositivo que identifica qual das tr s chaves foi acionada em primeiro lugar. O dispositivo emprega nove portas, numeradas de P1 a P9, e tr s flip-flops , numerados FF1, FF2 e FF3. Entretanto, foram detectados dois problemas nesse circuito: erro na sele o de uma porta e falhas de temporiza o. +5V A Ganha +5V LED Chave A P1 P2 P3 D A Q CL CLK *B *A Q FF1 *C *ZERAR +5V B Ganha +5V Chave B P4 LED P5 P6 P7 D B Q CL CLK *A *B Q FF2 *C *ZERAR +5V C Ganha +5V LED P8 Chave C P9 D C Q CLK A CL B *C Q FF3 *ZERAR a) Identifique a porta errada e indique qual deveria ser colocada em seu lugar. (valor: 5,0 pontos) b) Determine, para cada chave, quanto tempo antes das demais ela deve ser acionada para garantir que somente seu LED seja aceso. (valor: 3,0 pontos) c) Indique quais LEDs ser o acesos, caso as tr s chaves sejam acionadas simultaneamente. (valor: 2,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas Cada porta apresenta um atraso de resposta de 10 ns. Os flip-flops s o acionados pelo flanco de subida em sua entrada CLK, e apresentam um atraso de 30 ns. Considere as chaves ideais. Os s mbolos PROV O 2002 A e A s o empregados para indicar a conex o el trica entre dois pontos do circuito. ENGENHARIA EL TRICA 13 13 - ELETR NICA O diagrama abaixo apresenta a interface de sa da de um circuito microprocessado que est executando o programa PROG . Sua fun o gerar uma determinada forma de onda pela sa da SINAL . D0 D1 D2 Q D3 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D4 VCC D5 D6 A9 D7 A7 Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 A3 CLK D SINAL Q G OC A2 XD0 XD1 74LS373 A1 A8 A6 A5 A4 A0 IOW Programa PROG: MOV B,#ENDER LB CLR A OUT [B],A INC A OUT [B],A CLR A OUT [B],A OUT [B],A INC A INC A INC A OUT [B],A JUMP LB a) Considerando que o programa "PROG" j esteja em execu o, em cada la o do programa, durante quanto tempo a sa da SINAL fica em n vel baixo, e durante quanto tempo ela permanece em n vel alto? (valor: 5,0 pontos) b) Qual o valor da constante ENDER , em hexadecimal? (valor: 5,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas O rel gio da CPU de 12 MHz (TC = 1/12 MHz). O circuito integrado 74LS373 trabalha com flanco positivo (transi o de n vel baixo para n vel alto) na sua entrada CLK. A0, A1, ... e A9 s o as linhas de endere os. D0, D1, ... e D7 s o as linhas de dados. O sinal IOW o strobe , gerado pelo microprocessador para escrita em dispositivos de sa da. TABELA COM A DESCRI O E O TEMPO DE EXECU O DAS INSTRU ES Mnem nico MOV B,#DADO Descri o Endere amento imediato: Tempo de Execu o 12 TC Transferir para o registrador B o valor imediato "DADO". CLR A Zerar o acumulador. 12 TC INC A Incrementar o acumulador. 12 TC OUT [B],A Escrever em dispositivo de sa da, cujo endere o est no registrador B. 12 TC JUMP ROTULO Desviar a execu o do programa para o endere o "ROTULO". 24 TC ENGENHARIA EL TRICA 14 PROV O 2002 14 - TELECOMUNICA ES Um aspecto fundamental na propaga o do sinal r dio-m vel o fen meno de multipercurso, ocasionado principalmente pelas reflex es desse sinal nos obst culos localizados nos arredores do receptor. Um pesquisador, com o intuito de analisar o ngulo de chegada desses multipercursos, montou sobre um ve culo, como mostrado na Figura 1, um arranjo colinear vertical de tr s dipolos de meia onda e, como refer ncia, um monopolo vertical. Figura 1 a) As medidas de intensidade m dia dos sinais recebidos pelas duas antenas indicaram que, dentro de um ngulo de at 16 o acima da horizontal, o arranjo apresentava valores 4 dB acima daqueles medidos no monopolo. Observou-se ainda que, na situa o de visada direta, o arranjo novamente apresentava 4 dB acima do monopolo. Com rela o ao multipercurso, o que se pode concluir com base nessas medi es? (valor: 3,0 pontos) b) Quando o arranjo linear empregado na transmiss o, o controle das fases das correntes que alimentam os dipolos permite variar a dire o do l bulo principal de irradia o. Com as vari veis especificadas na Figura 2, calcule a menor defasagem relativa entre as correntes para se inclinar o l bulo 15o para baixo. ( = 105o). (valor: 7,0 pontos) I exp[ j2a ] a q I exp[ j a ] I exp[ j0] Figura 2 Dados / Informa es T cnicas Despreze o espa amento entre os terminais dos dipolos. ET = Eo N C N ( ) CN o fator de conjunto. k a constante de fase dos campos irradiados. = ( k a cos ) / 2 a defasagem entre as correntes dos elementos do conjunto. k = 2 / N o n mero de elementos do conjunto. C N ( ) = sen ( N ) / ( N sen ) ET o campo el trico irradiado pelo conjunto colinear no plano vertical. Eo o campo el trico irradiado pelo dipolo de meia onda no a o espa amento entre os pontos de alimenta o dos dipolos. o comprimento de onda. plano vertical. PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 15 15 - TELECOMUNICA ES Na comunica o com sat lites, a grande perda de propaga o do sinal compensada pelo emprego de v rios amplificadores no sistema receptor, como pode ser visto na Figura. A antena, com 14 Kelvins de temperatura efetiva de ru do, alimenta o sistema de amplifica o do receptor, formado por tr s amplificadores: MASER, TWT e Amplificador de FI. Te = 14 K Sistema de Amplia o Amplificador de FI F3 = 15 G3 = 40 dB TWT F2 = 60 G2 = 20 dB MASER F1 = 2 G1 = 30 dB ao demodulador a) Para a banda b sica de 100 MHz, determine a pot ncia m nima do sinal entrada do sistema de amplifica o, de forma que a rela o sinal/ru do na sa da seja 30 dB. (valor: 6,5 pontos) b) Suponha que a esta o terrena opere na freq ncia de 4 GHz com uma antena de efici ncia 69%. O custo da antena R$300,00 por metro quadrado. O mercado oferece 3 sistemas de amplifica o, cujas caracter sticas s o dadas na tabela. (valor: 3,5 pontos) Sistema de Amplifica o Temperatura de Ru do do Sistema Custo 1 30 K R$ 600,00 2 35 K R$ 300,00 3 60 K R$ 150,00 Determine a solu o mais econ mica do conjunto antena e sistema de amplifica o que satisfa a a figura de m rito de 20 dBi/K, desprezando o ru do da antena. Considere a rea da par bola equivalente a uma vez e meia a rea da abertura circular da antena. Dados / Informa es T cnicas 60 50 40 1000 9 8 7 6 5 4 70 30 /T 3 .7 40 B 20 Or igin al I NT EL A 3 INTE 5.0 LS AT do I NT EL 50 SA T CA TV 3 A SA T 30 ico T p 100 9 8 7 6 5 4 40 24 31 .7 20 2 Temperatura de ru do do sistema (dBK) S= 10 dB i/ K f = 4.0 GHz h = 69% G Temperatura de Ru do do sistema, TS (k) Ganho da Antena, G (dB) Re vis a 2 10 2 1 3 4 5 6 7 8 910 20 30 50 10 100 Di metro da antena, D (m) ENGENHARIA EL TRICA 16 PROV O 2002 F = F1 + F2 1 F3 1 + G1 G1.G2 F = nto / nso F = (S /N )i /(S / N )o S / N = s / n N =kT B K = 1,38 .10 23 W .s / K Fi figura de ru do do amplificador i. Gi ganho do amplificador i. n densidade espectral de ru do, W/ Hz. s densidade espectral de sinal, W/ Hz. nto densidade espectral de ru do total na sa da, W/ Hz. nso densidade espectral de ru do na sa da devido fonte, W/Hz. S pot ncia de sinal, em W. N pot ncia de ru do, em W. B banda do sinal, em Hz. k constante de Boltzmann. T temperatura, em Kelvin. PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 17 16 - TELECOMUNICA ES Deseja-se projetar um sistema multiplex PCM de oito bits para transmiss o de sinais de voz, de modo a atender at 30 usu rios. Disp e-se dos moduladores DPSK4 e QAM16 e das informa es abaixo. Taxa de amostragem: 8.000 amostras/s. Probabilidade m xima de erro para transmiss o de voz: 10 3. Atenua o no cabo de transmiss o: 10dB. Densidade espectral de pot ncia do ru do na entrada do receptor: 0,8 . 10 10 W/Hz. Custo do cabo: 0,01 unidades monet rias (u.m.) por kHz. Custo do modem DPSK4: 2.000,00 u.m. Custo do modem QAM16: 4.000,00 u.m. Custo do amplificador de pot ncia: 40.000,00 u.m. por watt. a) Calcule a taxa de bits na sa da do multiplex, sabendo-se que s o necess rios 32 bits por quadro para supervis o e controle. (valor: 3,0 pontos) b) Calcule a pot ncia na sa da do transmissor, a fim de manter a taxa de erro abaixo da indicada na tabela, para os dois moduladores. (valor: 5,0 pontos) c) Calcule o custo de cada uma das duas configura es do sistema. (valor: 2,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas Pport RPRdB = 10 log10 Pruido N0 B Eb rb = 10log10 N0 B a densidade espectral de ru do, em W/Hz. a banda passante, em Hz. Eb a energia por bit, em joules. rb a taxa de sinaliza o, em bps. u.m. a unidade monet ria. Tabela - Rela o Portadora-Ru do (dB) Probabilidade M xima de Erro Portadora / Ru do (dB) Modula o QAM16 10 3 10 4 10 5 10 6 ENGENHARIA EL TRICA 18 Modula o DPSK4 17,6 7,9 19,0 9,3 20,1 10,4 20,9 11,2 PROV O 2002 17 - COMPUTA O Um engenheiro respons vel pelo projeto de reestrutura o do cabeamento de rede da empresa ALTA_TENS O LTDA. No estudo de viabilidade realizado na rede instalada foram levantados os aspectos a seguir. utilizado o cabo coaxial fino, padr o Ethernet 802.3 / 10 Base 2. Nas instala es da empresa existe um pavilh o onde operam m quinas e motores de indu o. Para minimizar o congestionamento do tr fego, deve-se prever o emprego de um ou mais equipamentos que proporcionem segmenta o. Na rede estruturada ser o conectados 66 microcomputadores, empregando "hubs" de 16 portas. a) Justifique o emprego de terminadores (termina es) nas extremidades de um barramento que emprega o cabo coaxial fino. (valor: 2,0 pontos) b) Apresente dois fatores que justificam o emprego da fibra ptica em substitui o ao cabo coaxial. (valor: 2,0 pontos) c) Indique dois conectores mais empregados atualmente com a fibra ptica, de acordo com o quadro. Justifique sua resposta. (valor: 2,0 pontos) d) Cite e esboce uma topologia que empregue o par tran ado como meio de transmiss o e que atenda o requisito da segmenta o, indicando os equipamentos a serem empregados na implementa o. (valor: 4,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas O quadro a seguir apresenta conectores empregados com fibra ptica. I IV PROV O 2002 SMA II D4 III FC BIC NICO V ST VI SC ENGENHARIA EL TRICA 19 18 - COMPUTA O Um profissional de inform tica da empresa INFOVIA LTDA administra uma rede de computadores, constitu da de tr s sub-redes, com acesso Internet sob o protocolo TCP/IP e estruturada conforme o esquema da figura. 193.187.135.163 193.187.135.170 Servidor 100 Plotter Esta o 111 Rede Novel NetWare 193.187.135.171 Roteador Empresa HIGHWAY 193.187.135.174 Esta o 113 Esta o 112 1 Acesso Internet 2 3 Roteador Empresa INFOVIA ???.???.???.??? 193.187.135.34 Plotter Servidor 200 Esta o 222 193.187.135.98 ???.???.???.??? Plotter Servidor 300 ???.???.???.??? 193.187.135.36 Ethernet 193.187.135.35 193.187.135.35 Esta o 224 Esta o 333 Ethernet ???.???.??? Rede Windows 2000 Rede UNIX Esta o 223 Esta o 335 Esta o 334 a) Determine as faixas, e os endere os por faixa, em que pode ser subdividido o IP atribu do empresa INFOVIA. (valor: 2,0 pontos) b) Determine as faixas de endere os alocadas s redes NOVEL, WINDOWS2000 e UNIX. (valor: 2,0 pontos) c) Indique e justifique a classe do endere o IP atribu do empresa INFOVIA. (valor: 2,0 pontos) d) Indique os endere os que devem ser atribu dos s portas 1, 2 e 3 do roteador da empresa INFOVIA. (valor: 2,0 pontos) e) Indique dois endere os v lidos para o Servidor 200 da sub-rede Windows 2000. (valor: 2,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas A m scara de rede empregada 255.255.255.224. O endere o IP da empresa INFOVIA 193.187.135.0. O endere o IP da empresa HIGHWAY 213.170.141.0. Deve ser alocada uma nica faixa de endere os IP para cada sub-rede. ENGENHARIA EL TRICA 20 PROV O 2002 19 - COMPUTA O Atualmente, crescente a preocupa o das empresas com a seguran a das redes de computadores e na Internet. Uma grande empresa do setor de telecomunica es verificou que: "hackers" t m invadido o "site" da organiza o com relativa freq ncia; a grande incid ncia de v rus tem comprometido a comunica o da empresa com fornecedores e clientes; o acesso de funcion rios Internet livre, o que tem ocasionado sobrecarga na rede de computadores, como conseq ncia do acesso a "sites" de jornais, de sexo e "chats"; o Departamento de Inform tica tem recomendado a ado o de medidas visando a garantir a integridade dos dados corporativos; estudos indicam a necessidade de se implantar um "firewall". a) Conceitue "firewall" e indique dois "softwares" de "firewall" empregados no mercado. (valor: 3,0 pontos) b) Indique, dentre os problemas acima, quais podem ser solucionados total ou parcialmente com a implanta o do "firewall". (valor: 2,0 pontos) c) Para garantir a integridade dos dados, o Departamento de Inform tica da empresa indicou o emprego das t cnicas de RAID. Conceitue RAID e explique as t cnicas de espelhamento e de "stripping". (valor: 3,0 pontos) d) Para melhorar o n vel de seguran a, uma consultoria contratada pela empresa recomendou a implanta o da tecnologia ilustrada no esquema. Explique o seu funcionamento e a sua aplica o. Internet A B GW2 GW1 A Dado GW1 A Dado A Dado Criptografia opcional (valor: 2,0 pontos) PROV O 2002 ENGENHARIA EL TRICA 21 20 - AUTOMA O E CONTROLE Considere a configura o cl ssica de controle representada no diagrama de blocos, no qual G(s) corresponde Planta e C(s), a um Compensador. Y(s) R(s) + C(s) G(s) - A Planta modelada pela seguinte fun o de transfer ncia: G( s) = 1 (0,5s + 1)(0,125s + 1) Os quatro gr ficos mostram o lugar das ra zes para K > 0, ao se considerarem quatro compensadores diferentes. Cada um desses compensadores modelado de acordo com um dos seguintes tipos: Tipo 1: C (s ) = K (s + a) ( s + b) Tipo 2: C ( s ) = K 5 Gr fico 2 3 1 1 x Imag Imag 3 x -1 x x -2 0 2 -2 0 2 -3 -8 -6 -4 -2 0 -5 -10 2 -8 -6 Real -4 Real 5 5 Gr fico 3 3 Gr fico 4 3 1 1 x x Imag Imag x -1 -3 x -1 -3 -5 -10 K s 5 Gr fico 1 -5 -10 Tipo 3: C ( s ) = x x -1 -3 -8 -6 -4 Real ENGENHARIA EL TRICA 22 -2 0 2 -5 -10 -8 -6 -4 Real PROV O 2002 a) Qual dos tr s tipos de compensador foi empregado para dar origem a cada um dos quatro gr ficos de lugar das ra zes? Quando for o caso, identifique os valores aproximados dos p los e zeros do compensador escolhido. (valor: 7,0 pontos) b) Considere agora os requisitos de desempenho abaixo para a resposta ao degrau desse sistema em malha fechada. im Erro de estado estacion rio (regime permanente) nulo, definido como: tl e(t ) Tempo de acomoda o: t s 1, 2 =0 onde e(t) = r (t ) y (t ) segundos . Com base nos dados apresentados, indique o gr fico cujo compensador permite atender os requisitos de desempenho. Justifique sua resposta. (valor: 3,0 pontos) Observa o: para os sistemas em malha fechada dos gr ficos 2 e 3, considere din mica de 2 ordem dominante. Dados / Informa es T cnicas Teorema do valor final: lim x(t ) = lim sX ( s) t Sistema padr o de 2 ordem: s 0 P(s) = 2 n 2 s 2 + 2 n s + n Tempo de acomoda o: o tempo necess rio para a resposta ao degrau permanecer no valor correspondente a 95% do valor de regime permanente. ts = PROV O 2002 3 n ENGENHARIA EL TRICA 23 21 - AUTOMA O E CONTROLE O diagrama de blocos representa uma estrutura de controle com realimenta o de estado estimado por um observador. O sistema a ser controlado representado no espa o de estados pelas equa es: $ x(t ) = Ax (t ) + Bu (t ) y (t ) = Cx (t ) A, B As matrizes e C t m dimens es compat veis com a ordem do sistema e com os n meros de entradas e sa das. r(t) y(t) u(t) +_ Sistema Observador de estados x(t) K O observador de estados representado pela equa o a seguir, em que L a matriz de ganhos do observador e x (t ) o estado estimado. $ x(t ) = Ax(t ) + Bu (t ) + L[ y (t ) Cx(t )] A din mica do erro de estima o descrita por: $ e(t ) = ( A LC )e(t ) A matriz L com e(t ) = x (t ) x (t ) deve ser calculada de forma que: lim e(t ) = 0 t a) Obtenha a representa o de estados correspondente ao sistema em malha fechada, considerando o vetor de estados aumentado na forma x (t ) xa (t ) = . e(t ) (valor: 4,0 pontos) b) Determine, com base no princ pio da separa o, as express es que permitem calcular os autovalores do sistema em malha fechada, em fun o das matrizes de ganhos ENGENHARIA EL TRICA 24 K e L. (valor: 2,0 pontos) PROV O 2002 c) A figura abaixo representa um p ndulo invertido. O modelo linear a seguir aproxima sua din mica para pequenas varia es do ngulo . j 0 m Modelo em espa o de estados: 0 1 0 $ x (t ) = x (t ) + 1 u (t ) 3 0 y (t ) = [1 0] x (t ) Calcule a matriz de ganhos do observador em que (t ) x (t ) = $ (t ) l L = 1 , de modo que os autovalores de (A-LC) sejam iguais ao par complexo l2 conjugado { 5+j5 , 5 j5} . (valor: 4,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas Polin mio caracter stico de uma matriz M: = det ( I M ) Propriedade de matrizes bloco triangulares: X P= 0 x (t ) = $ PROV O 2002 Y det(P) = det(X) det(Z). Z dx dt ENGENHARIA EL TRICA 25 22 - AUTOMA O E CONTROLE A figura representa um reservat rio de gua alimentado por uma tubula o controlada por meio de uma v lvula de entrada. Esse sistema n o linear. Como o fluido se movimenta em baixa velocidade, a equa o diferencial a seguir representa o seu comportamento din mico. x(t ) = k1 x(t ) + k 2u (t ) $ A1 u+d u x+d x A2 Vari veis e par metros do sistema: x u o n vel de gua no reservat rio ( m ); a varia o do fluxo de entrada ( kg/s ); A1 a rea da se o reta do tanque ( m2 ); A2 a rea da se o reta da tubula o de sa da ( m2 ) ; k1 e k2 s o constantes que dependem das reas A1 e A2 e da densidade do fluido. Em regime permanente, quando as vaz es de entrada e de sa da s o iguais, tem-se de equil brio xe e $ x (t ) = 0 . Nessa situa o, definem-se os valores ue , relativos s vari veis x e u. Pode-se escrever: x(t ) = xe + x(t ) u (t ) = ue + u (t ) em que x e , u representam pequenos desvios dos valores de equil brio. a) Encontre, na situa o de equil brio, a express o matem tica de ue em fun o de k1 , k2 b) Obtenha uma equa o diferencial que represente a din mica linear do desvio de n vel u e dos par metros k1 , k2 e ue . e xe . (valor: 2,0 pontos) x , em fun o da vari vel de entrada (valor: 8,0 pontos) Dados / Informa es T cnicas Aproxima o linear de uma fun o f (v, w) = f (ve , we ) + (v ve ) x (t ) = $ f (v, w) em torno de um ponto (ve , we ) : f f + (w we ) v v = ve , w= we w v =ve ,w= we dx dt ENGENHARIA EL TRICA 26 PROV O 2002 IMPRESS ES SOBRE A PROVA As quest es abaixo visam a levantar sua opini o sobre a qualidade e a adequa o da prova que voc acabou de realizar e tamb m sobre o seu desempenho na prova. Assinale as alternativas correspondentes sua opini o e raz o que explica o seu desempenho nos espa os pr prios (parte inferior) do Cart o-Resposta. Agradecemos sua colabora o. 1 Qual o ano de conclus o deste seu curso de gradua o? (A) 2002. (B) 2001. (C) 2000. (D) 1999. (E) Outro. 6 As quest es da prova apresentam enunciados claros e objetivos? (A) Sim, todas apresentam. (B) Sim, a maioria apresenta. (C) Sim, mas apenas cerca de metade apresenta. (D) N o, poucas apresentam. (E) N o, nenhuma apresenta. 7 Como voc considera as informa es fornecidas em cada quest o para a sua resolu o? (A) Sempre excessivas. (B) Sempre suficientes. (C) Suficientes na maioria das vezes. (D) Suficientes somente em alguns casos. (E) Sempre insuficientes. 2 Qual o grau de dificuldade desta prova? (A) Muito f cil. (B) F cil. (C) M dio. (D) Dif cil. (E) Muito dif cil. 3 Quanto extens o, como voc considera a prova? (A) Muito longa. (B) Longa. (C) Adequada. (D) Curta. (E) Muito curta. 4 Para voc , como foi o tempo destinado resolu o da prova? (A) Excessivo. (B) Pouco mais que suficiente. (C) Suficiente. (D) Quase suficiente. (E) Insuficiente. 5 A que horas voc concluiu a prova? (A) Antes das 14.30 horas. (B) Aproximadamente s 14.30 horas. (C) Entre 14.30 e 15.30 horas. (D) Entre 15.30 e 16.30 horas. (E) Entre 16.30 e 17 horas. 8 Como voc avalia a adequa o da prova aos conte dos definidos para o Prov o/2002 desse curso? (A) Totalmente adequada. (B) Medianamente adequada. (C) Pouco adequada. (D) Totalmente inadequada. (E) Desconhe o os conte dos definidos para o Prov o/2002. 9 Como voc avalia a adequa o da prova para verificar as habilidades que deveriam ter sido desenvolvidas durante o curso, conforme definido para o Prov o/2002? (A) Plenamente adequada. (B) Medianamente adequada. (C) Pouco adequada. (D) Totalmente inadequada. (E) Desconhe o as habilidades definidas para o Prov o/2002. 10 Com que tipo de problema voc se deparou mais freq entemente ao responder a esta prova? (A) Desconhecimento do conte do. (B) Forma de abordagem do conte do diferente daquela a que estou habituado. (C) Falta de motiva o para fazer a prova. (D) Espa o insuficiente para responder s quest es. (E) N o tive qualquer tipo de dificuldade para responder prova. Como voc explicaria o seu desempenho em cada quest o da parte comum da prova? N meros das quest es da prova. Q1 N meros dos campos correspondentes no CART O-RESPOSTA. 11 O conte do ... (A) n o foi ensinado; nunca o estudei. (B) n o foi ensinado; mas o estudei por conta pr pria. (C) foi ensinado de forma inadequada ou superficial. (D) foi ensinado h muito tempo e n o me lembro mais. (E) foi ensinado com profundidade adequada e suficiente. PROV O 2002 Q2 12 Q3 13 Q4 14 Q5 15 Q6 16 Q7 17 ENGENHARIA EL TRICA 27 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 1 Padr o de Resposta Esperado: a) Como o volt metro e o amper metro s o ideais, a resist ncia de terra no eletrodo de teste calculada por: Rx V/ I (valor: 8,0 pontos) b) Para reduzir a resist ncia de terra, dever o ser citadas duas entre as seguintes poss veis solu es: - aumentar o n mero de eletrodos; - empregar eletrodos de maior espessura; - aumentar a profundidade dos eletrodos; - dissolver sais na terra para diminuir a sua resistividade; - interligar com outros sistemas de aterramento j existentes. (valor: 2,0 pontos) Quest o n 2 Padr o de Resposta Esperado: a) No Ponto de Equil brio, as RECEITAS equilibram as DESPESAS TOTAIS: n o h lucro. Considerando x o n mero de componentes Receitas = Despesas 633 x = 1.480.000 + 485 x (633 485) x = 1.480.000 148 x = 1.480.000 x = 10.000 PONTO DE EQUIL BRIO = 10.000 componentes/m s (valor: 5,0 pontos) b) Neste n vel de produ o, as RECEITAS equilibram as DESPESAS TOTAIS mais 10% das RECEITAS. Considerando y o n mero de componentes Receitas = Despesas + Lucro 633 y = (1.480.000 + 485 y) + 0,1 x 633 y 633 y = 1.480.000 + 485 y + 63,3 y 633 y = 1.480.000 + 548,3 y (633 548,3) y = 1.480.000 84,7 y = 1.480.000 y = 17.473,436 N VEL DE PRODU O = 17.474 componentes/m s (valor: 5,0 pontos) 1 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 3 Padr o de Resposta Esperado: a) N S rie = ( 1) . b) X 2N (2 N )! Lacuna 1: se NR < 2 para N = 0, .. 16 (valor: 3,0 pontos) ent o FATORIAL:=1 sen o FATORIAL:=NR*FATORIAL(NR-1); fim-se (valor: 3,0 pontos) c) Lacuna 2: Y 30 repetir Y Y + 30 X (Y / 180)*PI cosx 0; para n 0 at 16 fa a se n = 0 ent o termo:=1 sen o in cio se X <> 0 ent o termo:=(EXP((2*n)*LN(X)))/FATORIAL(2*n) fim-se se ( resto da divis o de n por 2 = 1 ) ent o termo:=(-1)*termo fim-se at que fim fim-se; cosx := cosx + termo fim-para escreva ( O coseno de ,Y, igual a = ,cosx) Y = 360 (valor : 4,0 pontos) Outros algoritmos que levem ao resultado correto ser o aceitos. 2 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 4 Padr o de Resposta Esperado: Circuito 1: Ch1 fechada e Ch2 aberta. Somente os semiciclos positivos s o entregues l mpada. Pot ncia utilizada para a ilumina o: 1 P = 110 = 55W 2 (valor: 2,5 pontos) Circuito 2: Ch1 fechada e Ch2 aberta. V 2 (110 ) = = 110 R= P 110 2 Resist ncia interna da l mpada: formado um divisor resistivo e a tens o sobre a l mpada de 55V. V 2 (55 ) = = 27,5W P= R 110 2 Pot ncia utilizada para a ilumina o: (valor: 2,5 pontos) Circuito 3: Ch1 fechada e Ch2 aberta. o caso de uma l mpada de 220V ligada em 110V. V 2 ( 220 ) = = 440 Resist ncia interna da l mpada de 220V: R = P 110 V 2 1102 = = 27,5W Pot ncia utilizada para a ilumina o: P = R 440 2 (valor: 2,5 pontos) Circuito 4: Solu o 1: N o existe modo de baixo consumo, pois a l mpada s se acende com as duas chaves fechadas. Pot ncia utilizada para a ilumina o: P= V 2 1102 = = 110W R 110 (valor: 2,5 pontos) Obs.: Considerando que a solu o deste item apresenta uma incoer ncia com o enunciado, os pontos referentes ao circuito 4 ser o distribu dos entre os itens 1, 2 e 3, durante a corre o. A explica o a seguir n o faz parte da solu o da quest o 4, serve apenas como ilustra o para o problema da n o-linearidade da l mpada incandescente. A resist ncia de uma l mpada varia muito com a tens o aplicada em conseq ncia da grande varia o de temperatura de funcionamento. Em freq ncias muito baixas a curva tens o corrente n o linear: a corrente, em m dulo, aproximadamente proporcional raiz quadrada do m dulo da tens o. Em freq ncias da ordem de 1 Hz aparece uma histerese nesta curva (pois a varia o de temperatura ocorre segundo uma equa o diferencial de primeira ordem). Em freq ncias superiores a alguns Hertz, a curva tens o corrente reta (resist ncia linear) mas sua inclina o depende da tens o eficaz aplicada. A corrente eficaz proporcional, aproximadamente, raiz quadrada da tens o eficaz. 3 ENGENHARIA EL TRICA Este modelo permite um c lculo mais preciso para as pot ncias pedidas na quest o 4. Chamando respectivamente i e v a corrente e a tens o eficaz na l mpada, vem i=k v com k= pno min al 3 (vno min al )2 e 3 v 2 p = pno min al vno min al Ent o, para o circuito 1 v= vno min al 2 vem p = 65, 4W Para o circuito 2, chamando v a tens o eficaz na l mpada e com k definido acima vem v + 110 k v = 110 Esta equa o fornece v = 42V e p = 26W (Trata-se da pot ncia dissipada na l mpada. Incluindo a pot ncia dissipada no resistor de 110 ohms, a pot ncia seria p = 68W ) No circuito 3 muda a l mpada. A tens o aplicada metade da nominal. Vem p = 39W 4 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 5 Padr o de Resposta Esperado: r rr F = NI d L x B a for a que atua no condutor de comprimento elementar presen a de uma indu o externa r B . Como L e B d L , percorrido por uma corrente NI , devido s o fixos, a f rmula pode ser simplificada para: rr F = NI L xB r r L = D L = Da D = 2cm D = 0, 02m r r B = 0,85 ar Wb / m 2 r r r r r r r r F = N I L x B F = ( N I D a ) x ( 0, 85 a r ) F = 3 0 I 0, 02.0, 8 5 a z r r F / I = 1, 60 az newton/amp re F / I = 1, 60 N / A F a for a aplicada no diafragma. aponta na dire o positiva de z. (valor: 10,0 pontos) 5 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 6 Padr o de Resposta Esperado: a) As duas ass ntotas tra adas sobre o diagrama de m dulo (linhas tracejadas) permitem identificar que a freq ncia angular do nico p lo existente de 1000 rad/s. Valor de R1: 1 = 1000 R1C = 10 3 R1C R1 = 10 3 105 R1 = 100 A ass ntota horizontal mostra o m dulo de G(j ) tendendo para 20 dB , quando tende para infinito. Valor de R2: R lim G ( j ) = 20 log ( K ) = 20 dB 20 log ( K ) = 20 log 2 R1 = 20 dB R2 = 10 R2 = 1000 R1 (valor: 6,0 pontos) b) Os diagramas de m dulo e fase, na freq ncia de 100 rad/s , apresentam os seguintes valores aproximados: 20 log10 G ( j ) = 0 G ( j ) = 1 e Arg G ( j ) = 90 Tens o fasorial de sa da Vo: Vo = G ( j10 2 ) Vi = e j 90 10e j 40 = 10e j 50 Assim, para uma tens o de entrada vi (t ) = 10 cos (10 2 t + 40o ) , a tens o de sa da ter a mesma amplitude, com ngulo de fase: 40 90 = 50 , ou seja, vo (t ) = 10 cos (102 t 50o ) (valor: 4,0 pontos) Diagramas de Bode 20 M dulo (dB) 10 0 -10 -20 Fase (graus) -80 -100 -120 -140 -160 1 10 10 2 10 3 10 4 Freq ncia (rad/s) 6 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 7 Padr o de Resposta Esperado: a) Se a tens o de 127 volts for considerada nos terminais dos motores (pontos A e B), a solu o : Motor 1: Pot ncia de sa da: PS1 = 1 746 = 746 Pot ncia de entrada: Corrente: I1 = PE1 = PE1 V fp Pot ncia reativa: = watts 746 = 1243,33 0, 6 watts 1243,33 = 13,98 127 0, 7 amp res Q1 = PE1 tan(cos 1 ( fp)) = 1243,33 tan(45,57) = 1268,32 var indutivos Motor 2: Pot ncia de sa da: PS2 = 2 746 = 1492 Pot ncia de entrada: Corrente: I2 = PE2 = PE2 V fp Pot ncia reativa: = watts 1492 = 2131, 43 0, 7 watts 2131, 43 = 17, 67 127 0,95 amp res Q2 = PE2 tan(cos 1 ( fp)) = 2131, 43 tan(18,19) = 700,37 var capacitivos Pot ncia total: P = PE1 + PE2 = 1243,33 + 2131, 43 = 3374, 76 Q = Q1 Q2 = 1268,32 700,37 = 567,95 watts var indutivos S = P + jQ = 3374, 76 + j 567,95 = 3422, 22 9,55o VA Se a tens o de 127 volts for considerada na sa da da fonte de alimenta o, o graduando dever desenvolver um problema de solu o iterativa, similar a um problema de fluxo de pot ncia. Essa solu o ser considerada satisfat ria mesmo que o graduando n o a tenha conclu do numericamente. (valor: 3,0 pontos) b) Fator de pot ncia do conjunto: 567,95 Q fp = cos tan 1 = cos tan 1 = 0,986 P 3374, 76 indutivo (valor: 3,0 pontos) c) Corrente total S 3422, 22 9, 55 I = = = 26, 95 9,55o 127 V o amp res (valor: 2,0 pontos) d) Queda de tens o: V = 0, 2 26, 95 9, 55o = 5,39 9, 55o volts (valor: 2,0 pontos) 7 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 8 Padr o de Resposta Esperado: a) Carga total = 50% carga do tipo pot ncia constante + 50% carga do tipo imped ncia constante. Carga total = 50% V 2 (V I ) + 50% Z Carga total = 50% ( PP ) + 50% ( PZ ) , onde Pp = V I e PZ = V2 Z Para pequenas varia es de tens o, as cargas do tipo pot ncia constante requerem proporcionalmente mais corrente, mantendo, assim, a pot ncia requerida constante ( P = constante). P As cargas do tipo imped ncia constante requerem proporcionalmente menos corrente, conseq entemente, menos pot ncia de forma quadr tica ( P varia quadraticamente com a tens o). Z Considerando que a tens o nominal igual a 1,0 pu, a tens o reduzida 0,95 pu (5% de redu o). Considerando que a carga total na tens o nominal igual a 1,0pu, com a tens o reduzida, a nova carga total ser : 0,5 + 0,5 x (0,95)2 = 0,95125 pu 1, 0 0, 95125 Redu o da carga total: 1, 0 100% = 4, 875% 5% b) Devem ser citadas tr s das seguintes desvantagens: redu o da vida til de motores; diminui o da luminosidade das l mpadas; maior lentid o nas opera es de eleva o de temperatura; maior lentid o nas opera es de resfriamento. (valor: 5,0 pontos) (valor: 3,0 pontos) c) A energia demandada pelas cargas de aquecimento ou resfriamento, que tenham controle de temperatura, n o sofrer altera o. Justificativa: Para manterem a temperatura constante, com a tens o reduzida, estas cargas permanecer o ligadas por mais tempo. (valor: 2,0 pontos) 8 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 9 Padr o de Resposta Esperado: a) Definindo, DMG pr pria = DS Por simetria, a DMG pr pria de cada fase igual. DSA = DSB = DSC = DS Tomando a fase A para calcular DS , tem-se: DS = 4 Daa Da ' a ' Daa ' Da ' a DS = 4 1, 2 1, 2 50 50 = 7,75 cm b) Definindo, DMG m tua = (valor: 2,0 pontos) Deq A DMG m tua da linha a m dia geom trica das DMG m tuas entre as tr s fases, ou seja: Deq = 3 DAB DBC DAC onde DAB = 4 Dab Da 'b ' Dab ' Da ' b DAB = 4 5, 0 5, 0 5, 5 4, 5 = 4,99 m Por simetria, tem-se: DAB = DBC A DMG m tua entre as fases A e C : DAC = 4 Dac Da ' c ' Dac ' Da 'c DAC = 4 10, 0 10, 0 10,5 9,5 = 9,99 m Finalmente, a DMG m tua da linha : Deq = 3 4, 99 4, 99 9, 99 = 6,29 m (valor: 2,0 pontos) c) A indut ncia da linha por unidade de comprimento : L= Deq 4 10 7 6, 29 = 8, 79 10 4 ln ln = 2 DS 2 0, 0775 H/km A reat ncia indutiva da linha por unidade de comprimento : X L = 2 fL = 377 8, 79 10 4 = 0,331 ohms/km d) Qualquer uma das raz es a seguir ser considerada satisfat ria: - diminuir a imped ncia da linha; - minimizar / eliminar o efeito corona; - Aumentar a capacidade de transmiss o. (valor: 2,0 pontos) (valor: 2,0 pontos) e) As linhas de transmiss o que apresentam espa amentos n o equilibrados entre suas fases devem ser transpostas para equilibrar a reat ncia das fases. (valor: 2,0 pontos) 9 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 10 Padr o de Resposta Esperado: a) A pot ncia ativa entre os barramentos 2 e 3 dada por: Pe = VtV sin X 13 X 13 = 0,1 + (1) 0,5 = 0, 35 2 pu De (1) 1, 0 = 1, 0 1, 0 sin 20,5o 0, 35 A tens o terminal Vt = 1, 0 20,5o = 0,937 + j0,35 A corrente de sa da do gerador : Ig = Vt V (0,937 + j 0,35) (1, 0 + j 0, 0) 0,355 100, 2o = = = 1, 014 10, 2o X 13 j 0,35 0,35 90o pu A tens o interna transit ria do gerador : E ' = Vt + jX 'd I g = (0, 937 + j 0, 35) + j 0, 2 (0, 998 + j 0,179) = 0, 9012 + j 0, 5496 = 1, 055 31, 4 o pu Ent o, o ngulo da tens o interna : 0 = 31, 4o = 0,548 rad O ngulo m ximo em que o sistema permanece est vel : max = cos 1 ( 2 o ) sin( o ) cos( o ) max = cos 1 ( 2 0,548 ) sin(31, 4o ) cos(31, 4o ) max = 77, 75o = 1,357 rad O tempo m ximo de abertura dos disjuntores, para que o gerador permane a em sincronismo, : tmax = 4 H ( max o ) s Pm tmax = 4 2, 0 (1,357 0,548 ) 6, 472 = = 0,131 377 1, 0 377 segundo (valor: 4,0 pontos) 10 ENGENHARIA EL TRICA b) A pot ncia mec nica O ngulo m ximo m x ( Pm ) deve ser considerada constante e a pot ncia el trica, igual a Pe = Pm x sin . definido quando A1 = A2. O gr fico abaixo considera t=0 ( t o tempo de abertura e fechamento do disjuntor). Pe Pe Pm A2 1,0 A1 0 0 m x (valor: 3,0 pontos) O gr fico mostrado abaixo a solu o do problema caso n o seja considerado o religamento instat neo dos disjuntores c e d. t 0, conforme mostrado na figura abaixo. Pe Pe 1 A2 Pm 1,0 Dt A1 Pe 2 (valor: 3,0 pontos) 0 d0 dm x d Onde Pe1 a curva de pot ncia el trica para o caso quando as duas linhas de transmiss o est o ligadas e Pe2 a curva de pot ncia el trica para o caso quando apenas um alinha de transmiss o est ligada. c) Um gerador fisicamente maior tem sua constante de in rcia (H) maior, conseq entemente suportando um tempo mais longo de elimina o do curto-circuito para manuten o do sincronismo. (valor: 2,0 pontos) d) Na barra infinita, a tens o e a freq ncia s o constantes, independentemente das varia es que ocorram no sistema a ela conectado. (valor: 1,0 ponto) 11 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 11 Padr o de Resposta Esperado: a) C lculo das tens es na porta e no dreno: VG = 12 6 4+6 = 7 ,2 V e VS = 5 I D (resist ncias em k e correntes em mA) Ser o usadas duas equa es: ID = 1 2 40 10 3 Duas ra zes: 250 10 VGS = VG VS = 7 , 2 5 I D W 1 I D = n C0 x (VGS Vt L 2 2 (( 7 , 2 5 I D ) 1) I 2 2 ,56 I D + 1 ,5376 = 0 D 2 I D = 1 ,5975 mA VS = 7,9875 V VS > VG I D = 0 ,96252 mA VS = 4,8126 V b) ) sem significado (valor: 4,0 pontos) valor adequado VGS = VG VS = 7 , 2 4,8126 = 2,3874 V c) Para que o transistor se mantenha operando na regi o de satura o preciso: Valor m ximo de (valor: 2,0 pontos) VD > VG Vt e VD = 12 I D Rd Rd : VD = VG Vt 12 I D RD = VG Vt 12 0 ,96252 Rd = 7 , 2 1 Rd = 6 , 0258 K (valor: 4,0 pontos) 12 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 12 Padr o de Resposta Esperado: a) Escrevendo a express o do rel gio (CLK) de cada flip-flop , no caso de acionamento de cada chave: CLKA = ChA * B * C , CLKB = ChB * A * C e CLKC = (ChC * A) + * B Fica claro que o circuito da chave C est errado ! Para gerar o produto, deve-se usar uma porta NOU. Assim, deve-se substituir a porta P9 por uma porta NOU. b) preciso calcular o atraso para cada sa da. Chave A: antecipa o de 60 ns; Chave B: antecipa o de 70 ns; Chave C: antecipa o de 50 ns; Os atrasos indicam a antecipa o necess ria para garantir o acendimento de somente um LED. (valor: 5,0 pontos) (valor: 3,0 pontos) c) Devido aos atrasos j analisados, o acionamento simult neo das tr s chaves resulta no acendimento dos tr s LEDs. (valor: 2,0 pontos) 13 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 13 Padr o de Resposta Esperado: A tabela a seguir apresenta os dados de interesse gerados pela execu o do programa PROG MOV CLR A OUT [B],A INC A OUT [B],A CLR A OUT [B],A OUT [B],A INC A INC A INC LB A ? B,#ENDER A OUT [B],A CLR OUT [B],A INC A OUT [B],A CLR A OUT [B],A 1 1 0 0 12 0 0 0 0 12 0 0 0 0 12 0 1 0 1 12 1 1 1 1 24 0 0 0 1 1 12 1 1 0 0 12 0 0 1 1 12 1 1 0 0 A ? ? 0 1 3 3 0 0 0 0 2 3 12 0 0 0 1 Tempo ? ? 0 0 0 0 SA DA ? ? 0 0 1 1 XD0 ? ? 0 0 JUMP LB LB XD1 0 0 12 0 0 0 0 12 12 12 12 12 12 12 12 12 ... a) Acompanhando a l gica do programa: SINAL = 0 durante 7x12 per odos, logo 7 s; SINAL = 1 durante 6x12 per odos, logo 6 s. (valor: 5,0 pontos) b) Para poder ativar o 74LS373, preciso verificar o n vel de cada linha de endere o: A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 Logo, constante ENDER = 10 1000 1110 = 28Eh (valor: 5,0 pontos) 14 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 14 Padr o de Resposta Esperado: a) Como em visada direta a diferen a na intensidade m dia de sinal de 4 dB, o ganho do conjunto est 4 dB acima do ganho do monopolo. Se numa abertura de 16o a diferen a na intensidade m dia de sinal recebido pelo conjunto de 4 dB relativamente ao monopolo, pode-se dizer que os multipercursos incidentes no receptor est o concentrados em ngulos de eleva o menores que 16o. (Isto sugere o uso de antena diretiva como uma forma de diversidade, trazendo aumento intensidade de sinal na recep o.) (valor: 3,0 pontos) b) O que se deseja que o diagrama vertical do conjunto forne a m xima irradia o numa dire o apontando para baixo, em = 105o. Para isso necess rio que o fator de ganho dado por CN seja m ximo nesta dire o. Isto ocorre quando: CN = 1 Nesse caso, para a menor defasagem relativa: sen N = 0 ou seja: = 0 Substituindo em : 0 = ( k . a . cos )/2 Como k = 2. / , a = /2 e = 105o 0 = (2. / ) . ( /2) . cos 105o = . cos 105o = 0,2588 rad ou 46,6o (valor: 7,0 pontos) Ser o aceitas outras solu es, desde que cheguem com coer ncia ao mesmo resultado final. 15 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 15 Padr o de Resposta Esperado: a) (S/ N)i = F . (S/ N)o 10 . log (S/ N)i = FdB + (S/ N)o|dB 10 . log (S/ N)i = FdB + 30 (*) Obten o de F: G1 = 30 dB 30 = 10 . log G1 G1 = 10 30/10 G1 = 1000 G2 = 20 dB 20 = 10 . log G2 G2 = 10 20/10 G2 = 100 G3 = 40 dB 40 = 10 . log G3 G3 = 10 40/10 G3 = 10.000 F = 2 + 60 - 1 + 15 - 1 F = 2,059 1000 1000.100 FdB = 10 . log F F = 10 . log 2,059 F = 3,136 dB Substituindo na equa o (*): 10 . log (S/ N)i = 3,136 + 30 10 . log (S/ N)i = 33,136 log (S/ N)i = 3,3136 (S/N)i = 10 3,3136 (S/N)i =2058,732 Mas: (S/N)i = si/ ni si = (S/N)i . ni si = 2058,732 . ni Si / W = 2058,732 . ni Si = 2058,732 . ni . W Como W = 100. 106, resta obter a densidade espectral de pot ncia na entrada do receptor. ni = k . T ni = 1,38 . 10 23 . 14 ni = 19,32 . 10 23 W/ Hz Substituindo em Si : Si = 2058,732 . 19,32 . 10 23 . 108 Si = 39,77 . 10 12 Si = 39,77 . pW Assim, a pot ncia m nima entrada do receptor deve ser 39,77 pW. (valor: 6,5 pontos) 16 ENGENHARIA EL TRICA b) Tomando a rea da antena como 1,5. . r2 = 1,5 . . D2/ 4 Sistema 1: - p/ T = 30 K Dantena = 1,4 m rea = 1,5 . . 1,42/ 4 rea = 2,3090 m2 Custo = 2,3090. R$ 300,00 = R$ 692,72 Sistema 2: - p/ T = 35 K Dantena = 1,6 m rea = 1,5 . . 1,62/ 4 rea = 3,0159 m2 Custo = 3,0159 . R$ 300,00 = R$ 904,77 Sistema 3: - p/ T = 60 K Dantena = 2,15 m rea = 1,5 . . 2,152/ 4 rea = 5,4457 m2 Custo = 5,4457. R$ 300,00 = R$ 1.633,41 Antena + Receptor 1 = R$ 692,72 + R$ 600,00 = R$ 1.292,72 Antena + Receptor 2 = R$ 904,77 + R$ 300,00 = R$ 1.204,77 Antena + Receptor 3 = R$ 1633,41 + R$ 150,00 = R$ 1.783,41 Das 3 solu es, a mais econ mica a 2a, que utiliza o receptor de 35 K de temperatura de ru do. (valor: 3,5 pontos) 17 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 16 Padr o de Resposta Esperado: a) Taxa de Amostragem: 8000 Tamanho do quadro: Q bits/s Ta = 1/8000 Ta = 125 s = 30 x 8 + 32 Q = 272 bits Taxa de bits na sa da do multiplex: rb= Q/ Ta rb= 272/125 rb = 2,176 Mbit/s (valor: 3,0 pontos) b) C lculo da pot ncia na sa da do transmissor: E . rb RPRdB = 10.log( Pport/ Pru do ) e RPRdB = 10.log ( Nb . B ) 0 Pport Pru do . 10 0,1 . RPR Pport = No . B . 10 0,1 . RPR - Obten o de RPRdB Para a transmiss o de voz, com a probabilidade m xima de erro igual a 10 3 obt m-se, na tabela, as rela es sistemas: QAM16 RPRdB = 17,6 e RPRdB para os dois DPSK4 RPRdB = 7,9 - Obten o da banda passante dos sistemas: QAM16 B = rb/4 = 2,176.106 / 4 B = 544 KHz DPSK4 B = rb/2 = 2,176.106 / 2 B = 1088 KHz Substituindo os valores obtidos na pot ncia da portadora na entrada do receptor: QAM16 Pport = No . B . 10 0,1 . RPR Pport = 0,8.10 10 .544.103 .101,76 Pport 2,5 mW DPSK4 Pport = No . B . 10 0,1 . RPR Pport = 0,8.10 10 .1088.103 .100,79 Pport 0,54 mW Visto que o cabo apresenta uma atenua o de 10 dB: 10.log Ptrans/Pport = 10 Ptrans = 10.Pport, o que resulta em: QAM16 Ptrans 10 . 2,5 mW Ptrans = 25 mW DPSK4 Ptrans 10 . 0,54 mW Ptrans = 5,4 mW c) Custo do sistema (valor: 5,0 pontos) QAM16 Custo = Custoamp+ Custocabo + Customodem Custo = 25.10-3. 40.103 + 0,01 . 544 + 4.103 Custo = 5005,44 u.m. Custo do sistema DPSK4 Custo = 5,4.10-3. 40.103 + 0,01.1088 + 2.103 Custo = 2226,88 u.m.( mais econ mico) (valor: 2,0 pontos) 18 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 17 Padr o de Resposta Esperado: a) Os terminadores atuam como casadores de imped ncia, que, no caso do cabo coaxial, de 50 ohms. Caso n o seja utilizado este terminador, o sinal que se propaga ao longo do meio, ao atingir as extremidades do barramento, ir refletir de volta, o que provocar colis o e mau funcionamento da rede. O terminador atua como um ponto de absor o do sinal, n o permitindo que o mesmo retorne, sendo de fundamental import ncia o seu uso. (valor: 2,0 pontos) b) A fibra ptica deve ser usada em substitui o ao cabo coaxial quando: - nas instala es onde a rede ser implantada houver elevada indu o eletromagn tica, ou seja, alto n vel de ru do. (No caso, nas instala es da empresa existe um pavilh o onde operam m quinas e motores de indu o). - houver necessidade e interesse em se dotar a rede com tecnologia de vida til elevada e que suporte dispositivos de mais alta velocidade. (valor: 2,0 pontos) c) Conectores: Indicados na figura como V (ST) e VI (SC). (valor: 2,0 pontos) d) Topologia: Estrela ou Radial Obs: Este esbo o uma refer ncia para solu o. Ser o aceitas as solu es utilizando diagramas em blocos. (valor: 4,0 pontos) 19 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 18 Padr o de Resposta Esperado: a) Sub-faixa endere os de 1 2 3 at 193.187.135.0 193.187.135.32 193.187.135.31 193.187.135.63 4 193.187.135.64 193.187.135.96 193.187.135.127 5 193.187.135.128 193.187.135.159 6 193.187.135.160 193.187.135.191 7 193.187.135.192 193.187.135.224 193.187.135.223 193.187.135.255 8 193.187.135.95 (valor: 2,0 pontos) b) faixa endere os Sub-rede 6 de 193.187.135.160 at 193.187.135.191 Novel NetWare 2 193.187.135.32 4 193.187.135.96 193.187.135.63 Windows 2000 193.187.135.127 Unix (valor: 2,0 pontos) c) O endere o IP da empresa INFOVIA 193.187.135.0. Logo, como 193 est compreendido entre 192 e 223, a classe C. (valor: 2,0 pontos) d) Porta 1 : 193.187.135.161 Porta 2 : 193.187.135.33 Porta 3 : 193.187.135.97 (valor: 2,0 pontos) e) Qualquer endere o na sub-faixa entre 193.187.135.32 e 193.187.135.63, exce o para 193.187.135.34, 193.187.135.35 e 193.187.135.36 (que j foram atribu dos s esta es 222, 224 e 223), 193.187.135.32 (n mero de sub-rede), 193.187.135.33 (roteador padr o) e 193.187.135.63 ( broadcasting para a sub-rede). (valor: 2,0 pontos) 20 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 19 Padr o de Resposta Esperado: a) "Firewall" - conceituado como um dispositivo de seguran a que protege a rede de computadores contra o acesso n o autorizado pela Internet, tanto de dentro para fora como de fora para dentro da rede, permitindo somente o tr fego autorizado pela Pol tica de Seguran a . "Softwares" empregados no mercado: - o "hping" uma ferramenta que funciona enviando pacotes TCP a uma porta de destino e informando os pacotes que ele recebe de volta, podendo fornecer uma vis o clara dos controles de acesso de um FIREWALL; - o "Firewalk" uma ferramenta que, do mesmo modo que os varredores de porta, descobre portas abertas atr s de um FIREWALL; - FIREWALLs de pacote de filtragem: "Check Point Firewall-1", "Cisco PIX" e "Cisco IOS"; - o popular FIREWALL de proxy "WinGate" para Windows95/NT. (valor: 3,0 pontos) b) Problemas que podem ser solucionados com o "Firewall": - evitar a a o dos "hackers" que invadem o "site" da organiza o com relativa freq ncia; - o livre acesso de funcion rios Internet , o que tem ocasionado sobrecarga na rede de computadores, como conseq ncia do acesso a "sites" de jornais, de sexo e "Chats". (valor: 2,0 pontos) c) RAID - Guardar muitos dados em um grande disco r gido arriscado, e fazer c pias de seguran a ("backup") do disco servidor constitui um processo lento. Atualmente, grandes empresas est o adotando o arranjo de discos como uma maneira mais segura de armazenar grande volume de dados. O arranjo de disco um conjunto de discos r gidos, ocorrendo a distribui o de duplicatas ou partes de cada arquivo entre diferentes discos r gidos. Dessa forma, se um disco sofrer danos, o arquivo poder ser recuperado. Um termo utilizado para descrever o arranjo de discos RAID ("Redundant Array of Inexpensive Disks"). Cada disco r gido de tamanho m dio no arranjo de discos custa muito menos do que um nico disco r gido de grande capacidade. As t cnicas de espelhamento e "stripping" existentes no RAID: - espelhamento: faz c pias id nticas dos arquivos em dois ou mais discos r gidos. Al m de oferecer maior seguran a, o espelhamento acelera o processo de dados da matriz, considerando que as diferentes unidades de disco r gido podem ler simultaneamente partes diferentes do arquivo; - "striping" ( separa o em tiras ): quando um arquivo gravado nesse esquema, partes diferentes do arquivo s o gravadas em diferentes discos. Um outro disco utilizado para gravar dados que s o usados na verifica o de erros. Quando o arquivo lido, os dados do ltimo disco asseguram a corre o dos dados dos outros discos. (valor: 3,0 pontos) d) O esquema ilustra uma tecnologia direcionada seguran a, a VPN "Virtual Private Networking" entre as entidades A e B (que podem ser "hosts" individuais ou redes inteiras), empregando o conceito de "tunneling". Internet A B GW2 GW1 A Dado GW1 A Dado A Dado Criptografia opcional VPN representa um conceito que envolve encapsular ou tunelar ("tunneling") dados por meio da Internet, com criptografia opcional. De forma resumida, o tunelamento ("tunneling") envolve o encapsulamento de um datagrama criptografado. Para explicar o seu funcionamento, consideremos que B envia um pacote para A por meio do "Gateway" GW2, que, por sua vez, encapsula o pacote em outro, destinado ao "Gateway" GW1. Este remove o cabe alho tempor rio e entrega o pacote original a A. O pacote original pode ser opcionalmente criptografado para a travessia pela Internet (linha pontilhada). (valor: 2,0 pontos) 21 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 20 Padr o de Resposta Esperado: a) Para identificar o tipo de compensador, deve-se: - considerar que a planta de 2a ordem, com p los p1 =-2 e p2 = 8 , e - verificar em cada gr fico as demais singularidades (p lo e zero) correspondentes ao compensador. Assim, considerando pc o p lo do compensador e zc o zero do compensador, Gr fico 1 : Compensador Tipo 2 Gr fico 2 : Compensador Tipo 3 P lo do compensador : pc = 0 Gr fico 3 : Compensador Tipo 1 P lo do compensador : pc = 0 Zero do compensador : zc = 2,5 (valor aproximado) Gr fico 4 : Compensador Tipo 1 P lo do compensador : pc = 4 Zero do compensador : zc = 2 (valor: 7,0 pontos) b) Para escolher o gr fico cujo compensador permite atender aos dois requisitos de desempenho, seguem-se os passos abaixo. i) Utilizar o Teorema do Valor Final, ou fazer apelo ao Princ pio do Modelo Interno, para verificar quais gr ficos permitem atingir o requisito de regime permanente. O atendimento desse requisito pode ser analisado a partir da fun o de transfer ncia e( s ) 1 = r ( s ) 1 + C ( s )G ( s ) , pois, utilizando o Teorema do Valor Final, tem-se: lim e(t) = lim s e(s) = lim t s 0 s 0 s 1 1 = 1 + C ( s)G ( s) s 1 + lim C ( s)G ( s) . s 0 Logo, o requisito de erro nulo em regime ser verificado se C(s) contiver um integrador (Princ pio do Modelo Interno), ou seja, um p lo na origem (s=0). Essa condi o verificada apenas nos Gr ficos 2 e 3. ii) Encontrar o valor de n ts = a partir do qual se verifica o tempo de acomoda o desejado. Ent o: 3 < 1, 2 n > 2,5 n Para o atendimento do requisito de tempo de acomoda o, deve-se verificar os gr ficos do Lugar das Ra zes nos quais poss vel determinar algum valor (ou faixa de valores) de K > 0 tal que o par de p los dominantes em malha fechada esteja esquerda de uma linha vertical tra ada em s= 2,5. Isso ocorre nos gr ficos 1, 3 e 4. Da an lise realizada nos itens i) e ii) anteriores, deduz-se que o gr fico cujo compensador permite atender aos dois requisitos de desempenho o Gr fico 3. (valor: 3,0 pontos) 22 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 21 Padr o de Resposta Esperado: a) A partir do diagrama de blocos, tem-se: u (t ) = Kx (t ) + r (t ) Ao ser aplicada equa o de estado do sistema, resulta em: & x (t ) = Ax (t ) BKx (t ) + Br (t ) . Como o objetivo equacionar o sistema em malha fechada em fun o das vari veis de estado do sistema e do erro de estima o, a partir da defini o deste ltimo, tem-se: x (t ) = x (t ) e (t ) Substituindo-se na equa o anterior, tem-se: & x (t ) = ( A BK ) x (t ) + BKe(t ) + Br (t ) A equa o de estado do modelo desejado obtida ao se escrever conjuntamente a equa o acima e a equa o din mica do erro, sob a forma: & x(t ) A BK e(t ) = 0 & BK x(t ) B + r (t ) A LC e(t ) 0 A equa o de sa da : x(t ) y (t ) = [C 0] e(t ) (valor: 4,0 pontos) b) Devido forma bloco triangular da matriz de estados aumentada, no modelo acima, podem ser aplicadas as duas propriedades de matrizes fornecidas, como segue: I A + BK det 0 BK = det ( I A + BK )det ( I A + LC ) I-A + LC Conclui-se que o conjunto dos autovalores em malha fechada corresponde uni o dos conjuntos de autovalores de ( A BK ) e ( A LC ) . (valor: 2,0 pontos) c) O c lculo da matriz de ganhos do observador, neste caso de 2 ordem, pode ser realizado por compara o de polin mios. Para l L = 1 , deve-se escrever: l2 l 0 1 l1 [1 0] = 1 A LC = 3 0 l2 3 l2 1 0 , cujo polin mio caracter stico : + l1 1 2 det ( I A + LC ) = det = + l1 + (l2 3) l2 3 23 ENGENHARIA EL TRICA Por compara o dos coeficientes do polin mio caracter stico com os coeficientes do polin mio seguinte, cujas ra zes s o os autovalores desejados para ( A LC ) , tem-se: 2 + 10 + 50 l1 = 10 l2 3 = 50 l2 = 53 (valor: 4,0 pontos) 24 ENGENHARIA EL TRICA Quest o n 22 Padr o de Resposta Esperado: a) Em regime permanente tem-se a situa o de equil brio na qual & x(t ) = 0 . Ent o, & x(t ) = 0 = k1 xe + k2ue Portanto, ue = k1 k2 xe (valor: 2,0 pontos) b) Para obter o modelo linearizado, parte-se de & x(t ) = f ( x, u ) = k1 x(t ) + k2u (t ) e utiliza-se a aproxima o linear f ( x, u ) = f ( xe , ue ) + ( x xe ) Pela defini o dos valores de xe e f x x = xe ,u = ue + (u u e ) f u x = xe ,u =u ue , tem-se f ( xe , ue ) = 0 . Os dois outros termos da aproxima o linear s o determinados a seguir. ( x xe ) f x (u u e ) f u x= xe ,u =ue 1 k1 1 k = ( x xe ) 1 = x 2 x x= xe ,u =ue 2 xe pois x = xe + x e De x = xe ,u =ue = k2 u pois u = ue + u x(t ) = xe + x(t ) , tem-se tamb m: & x (t ) = d x (t ) & = x (t ) dt Portanto, a partir da express o & x (t ) = f ( x , u ) = aproxima o linear, e como 2 & x(t ) = 1 k1 x + k u = 1 k1 x + k u 2 2 2 xe 2 k 2 ue xe = k 2 ue k1 , obt m-se: (valor: 8,0 pontos) 25

Formatting page ...

Tags : enade provas, enade provas anteriores, enade provas 2009, enade provas e gabaritos, vestibular brasil, vestibular provas, provas de vestibular com gabarito, vestibular provas anteriores, vestibular Gabaritos, provas de vestibular, vestibular provas e gabaritos, provas resolvidas, enem, fuvest, unicamp, unesp, ufrj, ufsc, espm sp, cefet sp, enade, ETECs, ita, fgv-rj, mackenzie, puc-rj, puc minas, uel, uem, uerj, ufv, pucsp, ufg, pucrs

vestibular chat

Horizontal lines at:
Guest Horizontal lines at:
AutoRM Data:
Box geometries: