Sumário CAPÍTULO 1 O tema eletromagnetismo 1 1.1 Histórico 1.2 Objetivos deste capítulo 1.3 Carga elétrica 1.4 Unidades 1.5 Vetores 1.6 Força, campo, densidade de fluxo e potencial elétricos 1.7 Força, campo, fluxo e potencial vetor magnéticos 1.8 Indução eletromagnética 1.9 Operadores matemáticos e identidades 1.10 Equações de Maxwell 1.11 Ondas eletromagnéticas 1.12 Trajetória de um movimento sinusoidal em duas dimensões 1.13 Polarização da onda 1.14 Espectro eletromagnético 1.15 Linhas de transmissão CAPÍTULO 2 Análise vetorial 31 2.1 Introdução 2.2 Notação vetorial 2.3 Funções vetoriais 2.4 Álgebra vetorial 2.5 Sistemas de coordenadas 2.6 Elementos diferenciais de volume, área e comprimento CAPÍTULO 3 Campo elétrico 44 3.1 Introdução 3.2 Lei de Coulomb na forma vetorial 3.3 Superposição 3.4 Vetor intensidade de campo elétrico 3.5 Distribuições de carga 3.6 Configurações elementares de cargas CAPÍTULO 4 Fluxo elétrico 63 4.1 Carga total em uma região 4.2 Fluxo elétrico e densidade de fluxo 4.3 Lei de Gauss 4.4 Relação entre a densidade de fluxo e a intensidade de campo elétrico 4.5 Superfícies gaussianas especiais CAPÍTULO 5 Gradiente, divergência, rotacional e laplaciano 78 5.1 Introdução 5.2 Gradiente 5.3 O operador Del 5.4 O operador Del e o gradiente 5.5 Divergência 5.6 Expressões para divergência nos sistemas de coordenadas 5.7 O operador Del e a divergência 5.8 Divergência de D 5.9 O teorema da divergência 5.10 Rotacional 5.11 Laplaciano 5.12 Resumo das operações vetoriais CAPÍTULO 6 Eletrostática: trabalho, energia e potencial 97 6.1 Trabalho para mover uma carga elétrica 6.2 Propriedade conservativa do campo eletrostático 6.3 Diferença de potencial entre dois pontos 6.4 Potencial de uma carga pontual 6.5 Potencial de uma distribuição de cargas 6.6 Relação entre E e V 6.7 Energia em campos elétricos estáticos Edminister_Iniciais.indd vii 16/10/12 09:47 viii SUMÁRIO CAPÍTULO 7 Corrente elétrica 113 7.1 Introdução 7.2 Cargas em movimento 7.3 Densidade de corrente de convecção J 7.4 Densidade de corrente de condução J 7.5 Condutividade σ 7.6 Corrente I 7.7 Resistência R 7.8 Densidade de corrente superficial K 7.9 Continuidade da corrente 7.10 Condições de fronteira na interface condutordielétrico CAPÍTULO 8 Capacitância e materiais dielétricos 131 8.1 Polarização P e permissividade relativa ⑀r 8.2 Capacitância 8.3 Capacitores com múltiplos dielétricos 8.4 Energia armazenada em um capacitor 8.5 Campos D e E para uma diferença de potencial fixa 8.6 Campos D e E para uma carga fixa 8.7 Condições de fronteira na interface entre dois dielétricos 8.8 Método das imagens CAPÍTULO 9 Equação de Laplace 151 9.1 Introdução 9.2 Equação de Poisson e equação de Laplace 9.3 Formas explícitas da equação de Laplace 9.4 Teorema da unicidade 9.5 Teoremas do valor médio e do valor máximo 9.6 Solução em coordenadas cartesianas em uma dimensão 9.7 Solução em coordenadas cartesianas em duas ou três dimensões pelo método da separação de variáveis 9.8 Solução em coordenadas cilíndricas pelo método da separação de variáveis 9.9 Solução em coordenadas esféricas pelo método da separação de variáveis CAPÍTULO 10 Campo magnético e condições de fronteira 172 10.1 Introdução 10.2 Lei de Biot-Savart 10.3 Lei de Ampère 10.4 Relação entre J e H 10.5 Densidade de fluxo magnético B 10.6 Condições de contorno para campos magnéticos 10.7 Corrente superficial na fronteira 10.8 Resumo das condições de fronteira 10.9 Potencial vetor magnético 10.10 Teorema de Stokes CAPÍTULO 11 Forças e torques em campos magnéticos 193 11.1 Força magnética sobre partículas 11.2 Forças elétrica e magnética combinadas 11.3 Força magnética sobre um elemento de corrente 11.4 Trabalho e potência 11.5 Torque 11.6 Momento magnético de uma espira plana CAPÍTULO 12 Indutância e circuitos magnéticos 209 12.1 Indutância 12.2 Indutância de algumas configurações básicas 12.3 Lei de Faraday e autoindutância 12.4 Indutância interna 12.5 Indutância mútua 12.6 Circuitos magnéticos 12.7 A Curva B-H 12.8 Lei de Ampère para circuitos magnéticos 12.9 Núcleos com entreferro de ar 12.10 Núcleos com bobinas múltiplas 12.11 Circuitos magnéticos paralelos Edminister_Iniciais.indd viii 16/10/12 09:47 SUMÁRIO CAPÍTULO 13 Campos variáveis no tempo e Equações de Maxwell ix 233 13.1 Introdução 13.2 Equações de Maxwell para campos estáticos 13.3 Lei de Faraday e lei de Lenz 13.4 Condutores em movimento em campos estáticos 13.5 Condutores em movimento em campos variáveis no tempo 13.6 Corrente de deslocamento 13.7 Razão entre JC e JD 13.8 Equações de Maxwell para campos variáveis no tempo CAPÍTULO 14 Ondas eletromagnéticas 251 14.1 Introdução 14.2 Equações de onda 14.3 Soluções em coordenadas cartesianas 14.4 Ondas planas 14.5 Soluções para meios parcialmente condutores 14.6 Soluções para meios dielétricos perfeitos 14.7 Soluções para meios bons condutores; profundidade de penetração pelicular 14.8 Reflexão de uma onda plana com incidência normal 14.9 Incidência oblíqua e leis de Snell 14.10 Polarização ortogonal 14.11 Polarização paralela 14.12 Ondas estacionárias 14.13 Potência e o vetor de Poynting CAPÍTULO 15 Linhas de transmissão (por Milton L. Kult) 273 15.1 Introdução 15.2 Parâmetros distribuídos 15.3 Modelos incrementais 15.4 Equações das linhas de transmissão 15.5 Regime permanente senoidal em linhas de transmissão 15.6 Regime permanente senoidal em linhas sem perdas 15.7 A Carta de Smith 15.8 Casamento de impedância 15.9 Casamento com toco simples 15.10 Casamento com toco duplo 15.11 Medição de impedância 15.12 Transitórios em linhas de transmissão sem perdas CAPÍTULO 16 Guias de onda (por Milton L. Kult) 311 16.1 Introdução 16.2 Campos transversais e longitudinais 16.3 Modos TE e TM; impedância de onda 16.4 Determinação dos campos longitudinais 16.5 Frequência de corte 16.6 Modo dominante 16.7 Potência transmitida em um guia da onda sem perdas 16.8 Dissipação de potência em um guia de ondas com perdas CAPÍTULO 17 Antenas (por Kai-Fong Lee) 330 17.1 Introdução 17.2 Distribuição de corrente e campos E e H 17.3 Antena de dipolo elétrico (hertziano) 17.4 Parâmetros fundamentais das antenas 17.5 Pequena antena em anel 17.6 Antena dipolo de comprimento finito 17.7 Antena monopolo 17.8 Impedâncias próprias e mútuas de antenas 17.9 Antena receptora 17.10 Arranjos de antenas 17.11 Refletores Edminister_Iniciais.indd ix APÊNDICE 351 ÍNDICE 353 16/10/12 09:47