ET33B - Fisica 3

Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Ponta Grossa
PLANO DE ENSINO
CURSO
MATRIZ
Engenharia Eletrônica
FUNDAMENTAÇÃO LEGAL
Criação do curso dada pela Resolução 099/2006 do COEPP de 30/11/2006, com adequação
curricular dada pela Resolução 148/2009 do COEPP de 10/12/2009.
DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR
Física 3
PRÉ-REQUISITO
EQUIVALÊNCIA
66
CÓDIGO PERÍODO
ET33B
3
AT
51
CARGA HORÁRIA (AULAS)
AP
APS
AD
APCC
34
5
0
0
Total
90
Cálculo Diferencial e Integral 1
FI63A, EM34D, EQ33A, EP34B – Física 3
OBJETIVOS
O aluno deverá conhecer e interpretar os fundamentos da eletricidade e do magnetismo.
EMENTA
Carga elétrica; campo elétrico; lei de Gauss; potencial elétrico; capacitância; corrente e resistência; circuitos elétricos em
corrente contínua; campo magnético; indução magnética; indutância; magnetismo em meios materiais.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
ITEM
EMENTA
CONTEÚDO
Princípio de quantização da carga. Processos de eletrização. Força
elétrica. A lei de Coulomb. Aplicações
O campo elétrico. Linhas de força. Aplicação campo elétrico em um
disco carregado e dipolo elétrico. Momento dipolar. Dipolo em um
campo elétrico. Aplicações campo elétrico anel, barra...
Fluxo de um campo vetorial. A lei de Gauss. Aplicações.
Potencial elétrico. Superfícies equipotenciais. Aplicações de
potencial elétrico
Capacitância. Capacitores esféricos, cilíndricos e placas paralelas.
Combinação de capacitores. Dielétricos. Energia de um capacitor.
Aplicações de Capacitores.
1
Carga elétrica.
2
Campo Elétrico.
3
4
Lei de Gauss.
Potencial Elétrico.
5
Capacitância.
6
Corrente e Resistência.
7
Circuitos Elétricos em Corrente Contínua.
8
Campo Magnético.
9
10
Indução Magnética.
Indutância.
11
Magnetismo em Meios Materiais.
12
Atividades de Laboratório.
Corrente e resistência elétrica, conservação de cargas, resistência e
a lei de Ohm, energia e potência
Força eletromotriz e Circuitos em c c. Combinações de resistores.
Circuitos RC e aplicações. Aplicações de força eletromotriz e
circuitos.
Campo magnético e efeito Hall. Torque numa espira de corrente. O
dipolo magnético. Aplicações de Campo magnético. A lei de BiotSavart. A lei de ampère. Campo magnético em uma espira
percorrida por uma corrente. Aplicações da lei de ampère.
A lei de Faraday. Aplicações da lei de Faraday
Indutância. Auto-indutância. Circuito RL. Energia no Campo
Magnético.
As equações de Maxwell. Paramagnetismo. Diamagnetismo.
Ferromagnetismo.
Simulações linhas de força. Simulações da lei de Gauss. Teoria de
propagação de erros. Gráficos. Gerador de Van der Graaff.
Amperímetro, voltímetro e ohmímetro e simulações. Demonstração
da Lei de Faraday. Resistores e Lei de Ohm. Osciloscópio de raios
catódicos. Linhas equipotenciais
PROFESSOR
TURMA
Daniele Toniolo Dias Ferreira Rosa
EE341
ANO/SEMESTRE
2011/1
AT
54
DIAS DAS AULAS PRESENCIAIS
Dia da semana
Segunda
CARGA HORÁRIA (AULAS)
APS
AD
5
0
AP
36
Terça
54
Quarta
36
Quinta
APCC
0
Total
95
Sexta
Sábado
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês ou
Conteúdo das Aulas
Semana
01/03ter
(apresentação do curso) carga e matéria. Princípio de quantização da carga. Processos de
eletrização.
02/03quar
Teoria de Erros e gráficos.
15/03ter
Força elétrica e lei de Coulomb. Exemplos de carga, força em uma e duas dimensões.
16/03quar
Campo elétrico. Definição. Distribuição discreta de cargas. Distribuição contínua de cargas.
Linhas de força. Simulações.
22/03ter
Aplicações. Campo elétrico cargas puntiformes e bastão uniformemente carregado.
23/03quar
Aplicações do campo elétrico em distribuições contínuas: anel e disco carregado. Campo
elétrico de em um dipolo elétrico.
29/03ter
Dipolo elétrico. Momento de dipolo elétrico e as estruturas das moléculas. Aplicação.
30/03quar
Resolução de alguns exercícios Lista 1 Lei de Coulomb e Campo Elétrico.
05/04ter
Fluxo de campo elétrico. Lei de Gauss.
06/04quar
Condutor carregado. Fio retilíneo infinito. Plano infinito. Casca esférica e esfera sólida.
Simulações.
12/04 ter
Potencial elétrico e superfície equipotencial. Simulações linhas equipotenciais.
13/04quar
Resolução de alguns exercícios Lista 2 lei de Gauss e potencial elétrico.
19/04 ter
Potencial elétrico de 2 cilindros coaxiais Capacitância. Associação de capacitores. Dielétricos.
Energia.
20/04quar
Resolução de alguns exercícios Lista 3 Capacitores e Dielétricos.
26/04 ter
Corrente elétrica. Densidade de corrente. Lei de ohm e resistência. Potência elétrica.
27/04quar
Força eletromotriz e circuitos em cc, combinações de resistores e circuitos RC.
03/05 ter
Resolução de alguns exercícios Lista 4 Parte II Força eletromotriz e circuitos.
04/05quar
1a Prova: Carga e lei de Coulomb, campo elétrico, lei de Gauss e potencial El. Capacitância e
Corrente elétrica e lei de Ohm (resultado 10/05).
10/05 ter
Amperímetro, Voltímetro, e Ohmímetro. Simulações. Campo magnético e efeito Hall.
11/05quar
Prática: Resistores e Lei de Ohm (Entregar relatório dia 25/05).
17/05 ter
Torque numa espira de corrente e o dipolo magnético.
18/05quar
Recuperação da primeira prova.
24/05 ter
Resolução de alguns exercícios Lista 5 Campo Magnético.
25/05quar
A lei de Biot-Savart. A lei de Ampère. Campo magnético em uma espira percorrida por uma
corrente. Aplicações.
31/05 ter
Demonstração da lei de Faraday. A lei de Faraday.
01/06quar
Prática: Osciloscópio de raios catódicos entrega do relatório lei de ohm (Entregar relatório
15/06).
07/06 ter
Resolução de exercícios e revisão.
08/06quar
Elaboração de relatório.
14/06 ter
Resolução de alguns exercícios Lista 6 Parte I Lei de Ampère e Parte II Lei de Faraday.
15/06quar
Indutância e auto-indutância Resolução de alguns exercícios Lista 7 Indutância e Autoindutância.
21/06 ter
Prática: Linhas Equipotenciais, ou Carga e Descarga capacitores. (Entregar relatório 28/06).
22/06quar
2a Prova: Força eletromotriz, circuitos cc, Campo magnético, Lei de Ampère, Lei de Faraday,
Indutância e auto-indutância (resultado sáb25/06).
28/06 ter
Pesquisa em classe: Magnetismo em meios materiais.
29/06quar
Recuperação da segunda prova.
05/07 ter
Lista de exercícios Equações de Maxwell.
06/07quar
Avaliação.
Número de
Aulas
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
3
2
PROCEDIMENTOS DE ENSINO
AULAS TEÓRICAS
A exposição teórica dos conteúdos será através principalmente de quadro negro e eventualmente utilizado o recurso
multimídia. As funções didáticas serão desempenhadas estabelecendo uma forte interação com professores, alunos e a
instituição. No início do semestre letivo serão repassadas para a turma informações sobre o plano de ensino, conteúdo,
objetivos, normas de avaliação, etc. A aula será apresentada com domínio e atualização do assunto, relacionando, se
possível, com experimentos recentes. Ao longo do semestre os estudantes terão horário de atendimento individual, acesso
aos seus trabalhos escolares (provas, relatórios, etc.) para que possam discutir os erros e acertos.
AULAS PRÁTICAS
As aulas práticas serão interativas através de simulações, demonstrações ou de atividades em laboratório. Serão feitas
demonstrações e também apresentadas simulações de experimentos e conteúdos para uma melhor visualização dos
conhecimentos abstratos e complexos desta disciplina. E ainda, os discentes realizarão atividades práticas no Laboratório de
Eletrônica (LELT) e/ou Laboratório de Sistemas Digitais.
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
As atividades práticas supervisionadas serão atividades acadêmicas desenvolvidas sob a orientação, supervisão e avaliação
do professor responsável pela disciplina e realizadas pelos discentes em horários diferentes daqueles destinados às
atividades presenciais. Especificamente serão realizadas atividades relacionadas aos tópicos: Corrente Elétrica e
Magnetismo em meios materiais.
ATIVIDADES A DISTÂNCIA
Não possui.
ATIVIDADES PRÁTICAS COMO COMPONENTE CURRICULAR
Não se aplica.
PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO
As formas de avaliação serão provas objetivas, dissertativas e relatórios. Como mencionado na Tabela PROGRAMAÇÃO E
CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO), serão realizadas 2 provas teóricas, de valor 10,0 cada uma, abrangendo os
conteúdos listados na tabela. Existe uma periodicidade aproximada de 50 dias entre as mesmas. Serão proporcionadas duas
reavaliações ao longo do semestre. Para compor a nota final serão avaliados também quatro relatórios, de valor 10,0 cada
um, referentes aos tópicos: Teoria de Erros, Lei de Ohm, Osciloscópio de Raios Catódicos e Linhas Equipotenciais. Os
relatórios serão entregues com periodicidade aproximada de duas semanas. As duas provas terão peso 8 e os relatórios
peso 2 na nota final (Nota Final Nf=0,8*<P>+0,2*<R>). A duas APS acrescentarão 0,8 pontos cada uma na nota final. O aluno
ausente nas provas poderá realizar segunda chamada mediante justificativa apresentada na sua coordenação no prazo de
cinco dias. O discente estará aprovado se atingir média 6,0 na nota final.
REFERÊNCIAS
Referencias Básicas:
TIPLER, Paul Allen; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janerio: LTC, c2009
vol 2.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC,
c2009 vol 3.
SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física III:
eletromagnetismo. 12. ed. São Paulo, SP: Pearson Addison Wesley, c2008-2009 vol 3.
Referências Complementares:
ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J.. Física: um curso universitário. São Paulo: E. Blücher, vol 2.
NUSSENZVEIG, H. Moysés. Curso de física básica. São Paulo: E. Blücher, vol 3.
SERWAY, Raymond A., JR JEWETT John W.. Princípios de física. Eletromagnetismo. 3. Ed São Paulo:
Thomson, vol 3.
CHAVES, Alaor. Física Básica: Eletromagnetismo. Rio de Janeiro: LTC.
HALLIDAY, RESNICK, KRANE Física 3, 5 ed. Rio de Janeiro: LTC.
ORIENTAÇÕES GERAIS
O discente que cursar esta disciplina deverá adquirir uma base sólida dos fundamentos da eletricidade e do magnetismo visto
que esta disciplina será pré-requisito para a disciplina Eletromagnetismo.
Assinatura do Professor
Assinatura do Coordenador do Curso