PLANO Eletricidade e Eletrônica A01 - SOL

Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Departamento de Matemática e Física
Disciplina: Eletricidade e Eletrônica
Código: MAF1292 Turma: A01
Créditos: 06 (4
Teoria + 2 laboratório)
Cursos: Ciências da Computação Carga Horária: 120 h/a
Ano: 2015/2
Professor: Tarek Chaher Kalaoun
1. EMENTA
Correntes elétricas estacionárias. Campos magnéticos. Indução Eletromagnética. Correntes
elétricas variáveis. Teorema de Thevenin e Norton, Diodos semicondutores, Aplicações dos
diodos, Fontes de tensão, Transistores bipolares de junção, Modelo do transistor TBJ,
Amplificadores operacionais.
2. OBJETIVO GERAL
Estudar as leis da eletricidade e do magnetismo. Estudar os princípios de
funcionamento dos dispositivos elétricos/eletrônicos utilizados nos circuitos elétricos básicos
de interesse para a área de Ciências exatas. Desenvolver a eletrônica ao nível básico, dando
suporte para disciplinas posteriores do curso.
3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Através da compreensão das leis do eletromagnetismo capacitar o estudante a
compreender os fenômenos elétricos e magnéticos, bem como as propriedades de resistência
elétrica, capacitância e indutância e seus dispositivos elétricos associados. Trabalhar com
circuitos resistivos e capacitivos ligados a fontes de corrente contínua e alternada. Estudar as
propriedades dos materiais condutores e isolantes e materiais magnéticos. Proporcionar ao
aluno após o término de cada unidade do programa:
a) entender os princípios fundamentais dos dispositivos semicondutores;
b) conhecer algumas aplicações básicas dos diodos, transistores e outros dispositivos
eletrônicos.
4. CONTEÚDO E CRONOGRAMA
4.1. Capacitores e Dielétricos – Capacitância. Capacitância de um capacitor de placas
paralelas. Associação de Capacitores. Energia armazenada num campo elétrico.
Capacitor com um dielétrico............................................................................... 04 horas
4.2. Corrente elétrica estacionária e dispositivos – Corrente e Resistência Elétrica.
Corrente e densidade de corrente. Resistência e resistividade elétrica. A lei de Ohm.
Transferência de energia num circuito elétrico.................................................. 04 horas
4.3. Circuitos Elétricos – Força eletromotriz. O cálculo da corrente em circuitos de
malha única. Resistências em série. Circuitos de mais de uma malha (Leis de
Kirchhoff). Resistências em paralelo. Instrumentos de medidas de corrente e de
diferença de potencial. Circuito RC................................................................... 06 horas
4.4. Campo magnético devido à corrente elétrica – Campo magnético devido a um
fio longo. A Lei de Ampère. Linhas de força. Interação entre dois condutores
paralelos. Lei de Biot-Savart (campo de um fio finito, campo no centro de uma espira
de corrente e devido a fios curvos)..................................................................... 06 horas
4.5. Eletromagnetismo – As experiências de Faraday. A lei da indução de Faraday. A
lei de Lenz. Gerador de corrente alternada. Corrente elétrica alternada em um circuito
resistivo. Indutância. Cálculo da autoindutância de um solenóide. O circuito RL.
Energia armazenada em um magnético.............................................................. 08 horas
4.6. Tipos de fontes – Fonte de tensão; fonte de corrente; teorema de Thevenin;
Teorema de Norton; defeitos; dispositivos abertos e curto circuito................... 04 horas
4.7. Modelos atômicos – Modelos atômicos; isolantes; condutores e semicondutores;
semicondutores intrínsecos; semicondutores extrínsecos; formação dos diodos;
camada de depleção; polarização dos diodos..................................................... 06 horas
4.8. Diodos Retificadores – Curva do diodo; região direta; máxima corrente cc direta;
região reversa; diodo ideal; segunda aproximação; terceira aproximação; reta de carga;
circuitos com diodos; retificador de meia onda; retificador de tomada central;
retificador em ponte; filtrando o sinal retificado; Tensão cc.............................. 06 horas
4.9. Diodos especiais – Diodo Zener; regulador de tensão; ondulação no resistor de
carga; LED (diodo emissor de luz); tensão e corrente no LED............................. 06
horas
4.10. Transistores Bipolares – Ideias básicas; transistores não polarizados;
transistores polarizados; polarização direto-reversa; ganho de corrente; tensão de
ruptura; conexão EC; corrente na base; curva do coletor; regiões de operação; reta de
carga; ponto de corte; ponto de operação; identificando a saturação; PDT; tensão e
corrente no emissor; tensão no coletor e tensão no coletor-emissor; ponto Q para o
PDT..................................................................................................................... 08 horas
4.11. Amplificadores com corrente alternada – Frequência crítica; capacitor de
desvio; teorema da superposição; resistência ca do emissor; amplificador EC; ganho
de tensão do circuito; amplificadores com dois estágios.................................... 08 horas
4.12. Transistores como chave – Circuitos digitais.......................................... 06 hora.
As aulas de laboratório terão os seguintes experimentos:
4.13. Metodologia, relatório e normas;
4.14. Voltímetros e Ohmímetros;
4.15. Associação de capacitores;
4.16. Capacitância e dielétricos;
4.17. Tabela de código de cores e medidas da resistência;
4.18. Associação mista de resistores;
4.19. Circuitos RC;
4.20. Regras de Kirchhoff;
4.21. Ponte de Wheatstone;
4.22. Teorema de Thevenin e Norton;
4.23. Osciloscópio;
4.24. Retificador de meia onda;
4.25. Retificador de tomada central;
4.26. Retificador em ponte;
4.27. Circuito multiplicador de tensão;
4.28. Diodo Zener;
4.29. Circuito estabilizador de tensão;
4.30. Transistor com chave;
5. METODOLOGIA
Aulas expositivas; Aulas práticas em laboratório; Exercícios resolvidos pelo professor;
Questões de estudo para serem discutidos em sala de aula; Exercícios e questões propostos.
Serão utilizados os recursos didáticos, disponíveis, tais como: Bibliografia com ênfase no livro
texto, quatro negro, giz, laboratório e etc.. Destaque para aplicabilidade das teorias nas outras
disciplinas e futura vida profissional dos alunos. Atividade Externa à Disciplina (AED), esta
atividade tem como objetivo complementar a carga horária da disciplina através de
questionários ou trabalhos de pesquisa feitos pelo aluno fora da sala de aula e correspondem a
08 horas.
6. AVALIAÇÃO
Serão realizadas quatro provas escritas e uma prova substitutiva no final do
semestre para o aluno que tiver média final menor a 5,0 e ter perdido UMA das duas
provas da N2. A média das provas (MP) da N1 terá o valor máximo de 7,5 pontos e da N2
terá o valor de 6,5 pontos. As Atividades Externas da Disciplina (AED) valerá no
máximo 0,5 ponto. As médias serão calculadas da seguinte forma:
N1 = (MP + AED) + Lab1;
N2 = (MP + AED) + Lab2 + AI;
Onde a Avaliação Interdisciplinar (AI) tem valor máximo de 1,0.
Serão aprovados os alunos que obtiverem média final {N1 × 0,4 + N2 × 0,6} maior
ou igual a cinco (5,0) e 75% de presenças na disciplina que é composta pelas aulas teóricas
e de laboratório. AED: Os temas das pesquisas da AED, para N1 e para N2, serão
apresentados em sala de aula e estarão disponíveis no site docente do professor.
7. BIBLIOGRAFIA BÁSICA
RESNICK, R.; HALLIDAY, D.;WALKER J.- Fundamentos de Física. Ed. 6ª (4ª,7ª ,8ª )
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006 ( e outras).
SEARS, ZEMANSKY & YOUNG, Física. Vol III. Rio de Janeiro: LTC, 1999.
MALVINO, Albert Paul. Eletrônica. Vol. 1, Editora Makron Books.
BOGART, Theodore F. Dispositivos e circuitos eletrônicos, Editora Makron Books.
8. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR
SERWAY, R.A. e JEWETT Jr., J.W. Princípios de Física. Vol. .3, Thomson Learning,
2004
BOYLESTAD, Robert L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. Editora PHB.