Questões de Engenharia Elétrica da Fundação para o Vestibular da Universidade Estadual Paulista (VUNESP)

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Considere um guia dielétrico laminar (slab) simétrico composto por dois meios dielétricos com índices de refração n1 e n2, tal que n1 > n2. Assuma que a fonte laser disponível para excitar esse guia seja linearmente polarizada, e que a excitação será efetuada via acoplamento usando lentes, injetando o feixe do laser num dos extremos do guia, que chamaremos de entrada.

Assinale a alternativa que contém as condições básicas que teriam que ser satisfeitas para se excitar de forma eficiente o modo fundamental TE0?

Observe que o comportamento TE é com relação à coordenada de propagação

  • A.

    A polarização do campo elétrico na entrada deve ser paralela às interfaces e a frequência de operação tem que ser maior que a frequência de corte do modo TE1.

  • B.

    A polarização do campo magnético na entrada deve ser perpendicular às interfaces e a frequência de operação tem que ser maior que a frequência de corte do modo TE1.

  • C.

    A polarização do campo elétrico na entrada deve ser perpendicular às interfaces e a frequência de operação tem que ser menor que a frequência de corte do modo TE1.

  • D.

    A polarização do campo elétrico na entrada deve ser paralela às interfaces e a frequência de operação tem que ser menor que a frequência de corte do modo TE1.

  • E.

    A polarização do campo magnético na entrada deve ser paralela às interfaces e a frequência de operação tem que ser menor que a frequência de corte do modo TE1.

Além da dispersão, os principais fenômenos que degradam os sinais que se propagam através de uma fibra óptica em enlaces de longa distância são:

  • A.

    refração e absorção por radicais OH.

  • B.

    refração e espalhamento.

  • C.

    espalhamento e absorção por radicais OH.

  • D.

    espalhamento e efeito Joule.

  • E.

    efeitos térmicos e absorção por radicais OH.

Num sistema típico de comunicações por fibras ópticas, a dispersão sabidamente limita as taxas de transmissão pelo alargamento que esse fenômeno provoca nos pulsos que se propagam ao longo da fibra. Considere uma fibra multi-modo típica com perfil de índice de refração do tipo degrau, coloque em ordem crescente de alargamento temporal provocado pelos principais mecanismos de dispersão: dispersão devida ao material (DM), dispersão devida à geometria da fibra, chamada de dispersão do guia ou geométrica (DG), e a dispersão inter-modal (DIM).

  • A.

    DIM, DG, DM.

  • B.

    DG, DM, DIM.

  • C.

    DIM, DM, DG.

  • D.

    DG, DIM, DM.

  • E.

    DM, DG, DIM.

O fenômeno que garante o funcionamento dos acopladores ópticos direcionais é o de

  • A.

    refração interna parcial frustrada.

  • B.

    transmissão externa parcial bloqueada.

  • C.

    transmissão interna total frustrada.

  • D.

    reflexão externa parcial bloqueada.

  • E.

    reflexão interna total frustrada.

Na primeira metade dos anos 80 surgiu a terceira janela de operação nas comunicações ópticas à fibra, centrada em 1,55 micrometros. Essa janela passou a ser a mais utilizada, principalmente em sistemas de longa distância, a partir da primeira metade dos anos 90. Uma das principais causas foi a invenção do

  • A.

    Semicondutor.

  • B.

    Amplificador à Fibra Dopada com Érbio.

  • C.

    Fotodiodo de Avalanche.

  • D.

    Amplificador à Fibra por Efeito Raman.

  • E.

    Fotodiodo PIN.

Considerando dois guias laminares (slabs) quaisquer, paralelos, assinale que condições devem ser satisfeitas para que esse arranjo funcione como um acoplador óptico direcional.

  • A.

    As constantes de atenuação dos modos que se propagam nos guias devem ser diferentes, e a distância de separação entre eles deve ser suficientemente próxima.

  • B.

    As constantes de fase dos modos que se propagam nos guias devem ser iguais, e a distância de separação entre eles deve ser nula.

  • C.

    As constantes de fase dos modos que se propagam nos guias devem ser iguais, e a distância de separação entre eles deve ser suficientemente próxima.

  • D.

    As constantes de atenuação dos modos que se propagam nos guias devem ser iguais, e a distância de separação entre eles deve ser suficientemente próxima.

  • E.

    As constantes de fase dos modos que se propagam nos guias devem ser diferentes, e a distância de separação entre eles deve ser nula.

Existem três janelas no espectro que são utilizadas nos sistemas de comunicações ópticas, as quais estão centradas em 870 nm, 1 300 nm e 1 550 nm. Assinale a afirmativa correta associada a essas três janelas.

  • A.

    870 nm: transmissão em altas taxas. 1 300 nm: mínimo de dispersão na sílica. 1 550 nm: máximo de perdas na sílica.

  • B.

    870 nm: máximo de perdas na sílica. 1 300 nm: mínimo de dispersão na sílica. 1 550 nm: transmissão em altas taxas.

  • C.

    870 nm: transmissão em baixas taxas. 1 300 nm: mínimo de perdas na sílica. 1 550 nm: mínimo de dispersão na sílica.

  • D.

    870 nm: transmissão em baixas taxas. 1 300 nm: mínimo de dispersão na sílica. 1 550 nm: mínimo de perdas na sílica.

  • E.

    870 nm: mínimo de perdas na sílica. 1 300 nm: máximo de dispersão na sílica. 1 550 nm: transmissão em altas taxas.

A Lei de Faraday estabelece que a fem (força eletromotriz) total em um circuito fechado é igual à taxa de variação em relação ao tempo

  • A.

    do fluxo de corrente por cm2 que percorre o circuito.

  • B.

    do fluxo magnético total que enlaça o circuito.

  • C.

    da velocidade angular da onda eletromagnética que envolve o circuito.

  • D.

    da temperatura média do circuito.

  • E.

    da diferença de tensão que enlaça o circuito.

Uma indústria pretende utilizar painéis fotovoltaicos para alimentar o seu centro de processamento de dados (CPD), que consome cerca de 2250 [kWh] por dia. Supondo que a radiação solar média possua potência equivalente a 1 [kW/m2] durante 3 horas do dia, e que nas demais horas essa potência equivalente seja nula, determine a área que deve ser ocupada pelos painéis fotovoltaicos para que toda energia requerida pelo CPD seja fornecida. Para tanto, considere que o rendimento do sistema é de 15%.

  • A.

    50 [m2]

  • B.

    75 [m2]

  • C.

    500 [m2]

  • D.

    750 [m2]

  • E.

    5 000 [m2]

Com relação aos métodos de cálculo dos modos de propagação em guias dielétricos de seção reta planar bi-dimensional, assinale a alternativa correta.

  • A.

    O método do Índice Efetivo é mais versátil que o método de Marcatilli na solução modal de guias com baixo contraste de índice e geometria mais complexa que os guias retangulares.

  • B.

    Os métodos do Índice Efetivo e de Marcatilli não funcionam em frequências bem maiores que a frequência de corte em guias de baixo contraste de índice.

  • C.

    Os métodos do Índice Efetivo e de Marcatilli são muito precisos em guias de alto contraste de índices.

  • D.

    O método do Índice Efetivo é menos versátil que o método de Marcatilli na solução modal de guias com alto contraste de índice e geometria mais complexa que os guias retangulares.

  • E.

    Os métodos do Índice Efetivo e de Marcatilli só fornecem boas aproximações para frequências próximas do corte em guias de baixo contraste de índices.

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