Exercícios Engenharia Elétrica 1

Exercícios Engenharia Elétrica 1

(Parte 1 de 6)

1 EXAME NACIONAL

DE CURSOS - 1998

Exame Nacional de

Cursos - 1998

Anexo do Relatório- Síntase

Engenharia ElØtrica

Provas e QuestionÆrio

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Tiragem:

MEC - Esplanada dos Ministérios, Bloco L, Anexos I e I, 4º andar CEP 70047-900 - Brasília-DF Fone: (061) 224-7092 (061) 224-1573 Fax: (061) 224-4167

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Introdução5
Análise da Prova7
Validade do Conteúdo10
Correção10
Análise das Questões10
Estatísticas Básicas: Resultados Gerais1
Prova e Padrão de Resposta13

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Introdução

Este trabalho, focalizando os instrumentos utilizados na avaliação, complementa as informações do Exame Nacional do Curso de Engenharia Elétrica de 1998 divulgadas no Relatório-Síntese.

Apresenta, primeiramente, as habilidades e conteúdos definidos pela Comissão do Curso, que serviram de parâmetros para a elaboração da prova. Em seguida, informações que possibilitam a análise da prova: a) média das questões e estatísticas gerais da prova; b) distribuição das notas dentro do universo de participantes; e c) metodologia de correção da prova discursiva.

Contém ainda a íntegra da prova, trazendo os padrões de resposta aceitos para as questões discursivas.

Finalmente, é apresentado o questionário-pesquisa aplicado aos participantes do Exame com o objetivo de traçar um perfil socioeconômico e cultural do grupo de graduandos de cada um dos cursos avaliados e promover o levantamento de suas opiniões a respeito do curso que estão concluindo. As questões abrangem indicadores objetivos tais como estado civil, renda, escolaridade dos pais; e apreciações subjetivas acerca dos recursos e serviços das instituições de ensino, além de suas expectativas para o futuro. Os números em destaque no questionário correspondem aos percentuais de respostas a cada uma das alternativas que compõem as questões.

Dirigentes, professores, coordenadores e estudantes têm, neste material, mais um instrumento para a compreensão e utilização adequada dos resultados do Exame, podendo empregá-los como subsídio na proposição de ações que visem à melhoria da qualidade do ensino de graduação em sua instituição.

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AnÆlise da Prova

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A prova aplicada no Exame Nacional de Cursos de Engenharia Elétrica foi elaborada segundo os critérios e diretrizes estabelecidos pela Comissão Nacional do Curso de Engenharia Elétrica, amplamente divulgados através do material informativo publicado pelo Ministério da Educação e do Desporto. Assim sendo, o instrumento procurou verificar a aquisição, pelos graduandos, das habilidades de: l equacionamento de problemas de Engenharia

Elétrica, utilizando conhecimentos de Eletricidade, Matemática, Física, Química e Informática, com propostas de soluções adequadas e eficientes; l criação e utilização de modelos aplicados a dispositivos e sistemas elétricos e magnéticos; l coordenação, planejamento, operação e manutenção de sistemas na área de Engenharia Elétrica; lanálise de novas situações, relacionando-as com outras anteriormente conhecidas; laplicações de conhecimentos teóricos de Engenharia Elétrica a questões gerais encontradas em outras áreas; lcomunicação oral e escrita; lvisão crítica de ordem de grandeza; lleitura, interpretação e expressão por meio de gráficos.

Os conteúdos definidos para a prova foram os seguintes: lMatérias de Formação Básica: Matemática,

Física, Química, Informática, Eletricidade, Resistência dos Materiais e Fenômenos de Transporte. lMatérias de Formação Geral: Administração,

Humanidades e Ciências Sociais, Economia e Ciências do Meio Ambiente. lMatérias de Formação Profissional Geral: Circuitos Elétricos, Eletromagnetismo, Eletrônica, Materiais Elétricos, Conversão de Energia, Controles e Servomecanismos. lMatérias de Formação Profissional Específica: Geração, Transmissão e Distribuição de Energia, Análise de Sistemas de Potência, Instalações Elétricas, Máquinas Elétricas, Acionamentos Elétricos e Eletrônica Industrial, Eletrônica Analógica, Eletrônica Digital, Dispositivos Semicondutores, Microeletrônica, Instrumentação Eletrônica e Processamento de Sinais, Princípios de Comunicação, Propagação, Antenas, Microondas, Sistemas de Comunicações, Redes de Comunicações, Telefonia e Comunicação de Dados, Fundamentos da Telemática, Arquitetura de Computadores, Organização de Sistemas Digitais, Microcomputadores, Sistemas Operacionais, Software Básico, Linguagens e Técnicas de Programação, Redes de Computadores e Engenharia de Software, Controle de Processos, Automação de Sistemas, Informática Industrial, Administração de Sistemas de Pro- dução, Desenvolvimento, Estruturação, Integração e Avaliação de Sistemas.

O instrumento foi composto de duas partes, assim organizadas:

l 1ª PARTE – contendo 07 questões abertas, comuns e obrigatórias a todos os graduandos e abrangendo as matérias de Formação Básica, Geral e Profissional Geral; l 2ª PARTE – contendo 15 questões abertas das quais cada graduando escolheu 3 para responder e abrangendo as matérias de Formação Profissional Específica.

Segundo recomendação da Comissão do Curso de Engenharia Elétrica, as questões da prova procuraram:

lbuscar a interdisciplinaridade, conjugando conhecimentos de diferentes matérias; lverificar a aquisição pelo graduando de habilidades essenciais como: compreensão e interpretação, raciocínio lógico, análise crítica, síntese; lnão cobrar exclusivamente memorização; lfornecer informações técnicas específicas em casos em que seja necessário o conhecimento de tais informações (desde que não se trate de conceitos básicos que o graduando tenha obrigação de já ter internalizado); lfornecer também tabelas e fórmulas específicas que se façam necessárias; levitar temas tratados de maneira diversa por diferentes correntes teóricas ou filosóficas da área, a menos que já sejam previstas as diferentes tendências.

Os conteúdos predominantes nas diversas questões são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1

Como se pode constatar, a prova foi abrangente e variada, incluindo conteúdos das diferentes matérias que compõem o currículo do curso e dando, especial-

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DE CURSOS - 1998 mente na parte optativa (questões de 8 a 2), oportunidade de o formando mostrar seus conhecimentos nas áreas ou assuntos de sua preferência.

Validade do Conteúdo

Considerando que uma prova é um instrumento de medida de uma amostra de conhecimentos e habilidades, será tão mais adequada quanto maior for a representatividade da amostra selecionada. A primeira qualidade a se exigir do instrumento é, portanto, a sua validade de conteúdo, que, no caso, foi assegurada pela própria Banca Examinadora que a elaborou, composta de professores titulados e experientes, provenientes das diferentes regiões do país. Cada um desses profissionais não só se responsabilizou pela elaboração de um certo número de questões mas também participou da análise, julgamento, seleção e aperfeiçoamento das que compuseram a prova em sua versão definitiva. Dessa forma, contribuíram para a validação da prova como um todo, no sentido de que ela refletisse o universo de conhecimentos e habilidades que se esperava que os formandos tivessem adquirido após sua experiência educacional.

A questão da fidedignidade (consistência e estabilidade) das provas discursivas foi tratada com os cuidados necessários para minimizar a subjetividade, o efeito de halo e a diversidade de padrões de julgamento.

Correção

A correção das provas foi feita por uma equipe de professores previamente treinados, todos com reconhecida experiência tanto na sua área específica quanto na habilidade de proceder à correção de instrumentos discursivos de medida. Para garantir uma avaliação mais justa e objetiva, os profissionais responsáveis pela correção das provas elaboraram chaves de correção, analisaram os padrões de resposta esperados e discutiram longamente os critérios. Cada dupla de avaliadores se responsabilizou pela correção de uma única questão, garantindo, assim, maior consistência aos escores, homogeneidade de critérios, maior rapidez e confiabilidade de correção. Evitou-se, dessa forma, a influência do erro de halo, isto é, que o desempenho em uma questão influenciasse o julgamento da questão seguinte.

O formulário adotado no Caderno de Respostas assegurou o anonimato do formando e de sua instituição de origem, tendo passado por rigorosos procedimentos de controle e conferência.

Análise das Questões

A análise dos resultados obtidos nas provas permite-nos avaliar o desempenho dos formandos e a prova como instrumento de medida.

Cada questão teve valor correspondente a 10,0 pontos, o que dá à prova inteira o valor de 100,0 pontos, uma vez que, embora sendo apresentadas 2 questões, cada graduando respondeu a apenas 10.

Calculando-se as médias obtidas pelos formandos de todo o Brasil em cada uma das questões que compuseram a parte obrigatória da prova, encontraram-se os resultados apresentados na Tabela 2.

Tabela 2

Nesta primeira parte da prova, as questões mais fáceis foram as de números 2 e 7, sendo a primeira delas a que teve também o menor índice de rejeição, considerando-se o percentual de respostas em branco. As demais questões podem ser consideradas difíceis, especialmente as de números 5 e 1.

A Tabela 3 apresenta as médias alcançadas pelos formandos nas questões da parte optativa da prova, bem como o número de formandos que escolheu cada uma das questões. Deixa-se de indicar o percentual de respostas em branco relativamente a essa parte da prova, uma vez que, nesse caso, não se pode identificar que questão o graduando teria escolhido.

Tabela 3

Dentro do grupo de questões optativas, a mais fácil foi a de número 13, que tratava de Eletrônica e foi

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DE CURSOS - 1998 escolhida por 1.407 formandos. A segunda mais fácil foi a questão 14, sobre Telecomunicações, mas escolhida por apenas 307 graduandos. As mais difíceis foram as questões 9 e 20, a primeira sobre Eletrotécnica e a outra sobre Automação e Controle, escolhidas, respectivamente, por 1.563 e 42 formandos.

Como se pode verificar, as questões tiveram diferentes níveis de dificuldade, oferecendo possibilidades variadas aos graduandos.

A questão respondida por maior número de estudantes foi a 8, sobre Eletrotécnica, com nível médio de facilidade, e a mais rejeitada, a 20, sobre Automação e Controle.

Analisando-se os cinco blocos de questões optativas, agrupadas de acordo com o conteúdo de que tratam, observa-se que as médias mais elevadas foram alcançadas nas questões relativas a Eletrônica, Telecomunicações e Computação e que as mais baixas dizem respeito à Eletrotécnica. Por outro lado, as preferências dos graduandos recaíram principalmente nas questões referentes a Eletrônica, sendo as menos escolhidas as que tratavam de Automação e Controle.

Estatísticas Básicas – Resultados Gerais

Na prova como um todo, os graduandos de Engenharia Elétrica alcançaram o escore médio de 3,7, com mediana igual a 30,0, indicando predomínio de notas mais baixas.

Os graus atribuídos variaram de 0,0 a 9,0, sendo 19,8 o desvio-padrão, o que evidencia a existência de um grupo bastante heterogêneo.

Aproximadamente metade dos formandos atingiu apenas escores em torno de 30,0 pontos. Pouco mais de 10% obtiveram graus iguais ou superiores a 70,0 pontos, o que acarretou uma curva de distribuição de freqüência assimétrica negativa.

Tabela 4

P10 – é um delimitador que separa as 10% menores notas das restantes.

Q1 – é um delimitador que separa as 25% menores notas das restantes.

Q3 – é um delimitador que separa as 75% menores notas das restantes.

P90 – é um delimitador que separa as 90% menores notas das restantes.

Gráfico 1

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Prova e

Padrªo de Resposta

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Comentários

Conteúdos envolvidos na questão: Matemática.

Habilidades aferidas: Capacidade de: criação e utilização de modelos aplicados a dispositivos e sistemas eletromagnéticos; equacionamento de problemas de Engenharia Elétrica, utilizando conhecimentos de Matemática, com propostas de soluções adequadas e eficientes.

Padrão de Resposta Esperado: Equação diferencial

1) Solução homogênea (transitória)

2) Solução particular (permanente) w = 377 rd/s seja ip(t) = A cos w t + B sen t

Substituindo na equação diferencial: - wA senw t + wB cosw t + 100A cosw t + 100B senw t =104 cosw t (100B - wA) senw t + (100A + wB) cosw t =104 cosw t

Assim, ip(t) = 6,57 cos (377t) + 24,78 sen (377t) ou ip(t) = 25,63 cos (377t - 75,15°)

Solução total = ip(t) + ih(t)

Para t = 0 à i(o) = 0 àc = 25,63 cos (- 75,15°)
c = 6,57

A solução final será:

Soluções alternativas

É admissível a obtenção da mesma resposta final utilizando outros métodos, por exemplo:

lTransformada de Laplace, lExpressão da solução de uma equação diferencial de primeira ordem linear, ou seja, dado dx(t)/dt = ax(t) + bu(t), a solução é:

x(t) = x(0)exp(at) + {exp[a(t - t)]bu(t)dt }

(*) corresponde à raiz quadrada de x.

Você deverá responder às questões de números 1 a 7 e, em seguida, escolher e responder a três outras questões, dentre as de números 8 a 2, perfazendo, assim, 10 (dez) questões respondidas. Todas as questões têm o mesmo valor, totalizando 100 (cem) pontos e deverão ser respondidas preferivelmente com tinta azul ou preta, nos espaços próprios das páginas do Caderno de Respostas no tempo de até 4 (quatro) horas. O espaço disponível para desenvolvimento, resposta e eventuais rascunhos é SUFICIENTE. NÃO serão fornecidas folhas adicionais e os rascunhos NÃO serão considerados na correção.

Questão nº 1 Um certo transformador monofásico, operando em vazio, é modelado pela seguinte equação:

As grandezas v(t), i(t), R e L são, respectivamente, a tensão, a corrente, a resistência e a indutância do primário desse transformador. No instante t = 0, a corrente é nula e o transformador é alimentado com uma tensão, em Volts, dada pela seguinte expressão: v(t) = 100 cos(377 t)

Determine a corrente i(t) no transformador, para R = 1 W e L = 10 mH.(valor: 10,0 pontos)

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Comentários

Conteúdos envolvidos na questão: Economia.

Habilidades aferidas: Capacidade de: cálculo aplicado a uma nova situação.

Padrão de Resposta Esperado:

a)Terreno 100.0 x 1,045 = R$ 104.500

Transformadores4 x 80.0 = R$ 320.0 Disjuntores10 x 18.0 x 1,14 = R$ 205.200 DiversosR$ 100.0 E/M/OCR$ 320.0

Total R$ 1.049.700

Resposta = Custo Total = R$ 1.049.70,0 b)lDepreciação dos transformadores, disjuntores e equipamentos diversos:

lDepreciação das estruturas, montagem e obras civis:

Questão nº 2

Uma concessionária de energia elétrica pretende construir uma nova subestação abaixadora. Seu projeto detalhado de execução já se encontra pronto. O terreno custará R$ 10.0,0 mais 4,5% de impostos. Quatro transformadores serão adquiridos por R$ 80.0,0 cada. Dez disjuntores serão importados a um custo unitário de R$ 18.0,0, mais 14% de imposto de importação. Diversos outros equipamentos somarão R$ 10.0,0. O transporte até o canteiro de obras será feito pelos fornecedores, e já está incluído nos custos. As estruturas, a montagem e as obras civis estão orçadas em R$ 320.0,0. Você é o Engenheiro encarregado de administrar essa obra. Em uma reunião de trabalho, o Diretor de Produção da concessionária dirigiu a você as três perguntas a seguir. Responda-as.

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