Física 3 (PP53B)

Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Câmpus Medianeira
PLANO DE ENSINO
CURSO
Engenharia Elétrica
FUNDAMENTAÇÃO
LEGAL
MATRIZ
548
Processo N 003/11, aprovado pela Resolução n. 006/11 – COGEP de 10/06/2011.
DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR
Física 3
CÓDIGO
PP53B
PERÍODO
3º
AT
51
CARGA HORÁRIA (aulas)
AP
APS
Total
34
05
90
AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas.
PP52B (Física 2)
PRÉ-REQUISITO
EQUIVALÊNCIA
OBJETIVOS
Compreender os principais conceitos e aplicações do eletromagnetismo, possibilitando o conhecimento dos
princípios fundamentais que regem o comportamento de sistemas físicos e propiciando condições de aplicação na
área da engenharia.
EMENTA
Carga elétrica; O campo elétrico; Lei de Gauss; Potencial elétrico; Capacitância; Corrente e resistência; Circuitos
elétricos em corrente contínua; O campo magnético; A indução magnética. Indutância; Magnetismo em meios
materiais.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
ITEM
EMENTA
CONTEÚDO
Carga Elétrica
Carga elétrica e estrutura da matéria
Condutores, isolantes e cargas induzidas
Lei de Coulomb
Atividades de laboratório
2
O Campo Elétrico
Campo elétrico e força elétrica
Determinação do campo elétrico
Linhas de força
Dipolos elétricos
3
Lei de Gauss
Carga elétrica e fluxo elétrico
A Lei de Gauss e aplicações
Cargas em condutores
Potencial elétrico
Energia potencial elétrica
Potencial elétrico
Superfícies equipotenciais
Gradiente de potencial
Potencial elétrico em condutores carregados
Atividades de laboratório
5
Capacitância
Capacitância e capacitores
Capacitores em série e em paralelo
Armazenamento de energia em capacitores
Energia do campo elétrico
Dielétricos
Atividades de laboratório
6
Corrente e Resistência
Corrente elétrica
1
4
Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.
Resistividade e resistência
Força eletromotriz e circuitos simples
Energia e potência em circuitos simples
Atividades de laboratório
7
8
9
10
11
Resistores em série e em paralelo
Leis de Kirchhoff
Circuitos Elétricos em Corrente Contínua Instrumentos de medidas elétricas
Circuito RC
Atividades de laboratório
O Campo Magnético
Magnetismo
O campo magnético
Linhas de indução e fluxo magnético
Movimento de partículas eletrizadas em um campo magnético
Força magnética sobre condutores transportando corrente
Força e torque sobre uma espira de corrente
Campo magnético de uma carga em movimento
Campo magnético de um condutor retilíneo
Campo magnético de uma espira circular
Lei de Ampère
A Indução Magnética
Experiências de indução
Experiência de Oersted
Lei de Faraday
Lei de Lenz
Força eletromotriz induzida
Campo elétrico induzido
Atividades de laboratório
Indutância
Indutância mútua
Indutores e auto-indutância
Energia do campo magnético
Circuitos RL, LC e RCL em série
Magnetismo em Meios Materiais
Materiais magnéticos
Corrente de deslocamento
O Efeito Hall
Correntes de Foucault
Supercondutividade
Atividades de laboratório
PROFESSOR
Fabrício Tronco Dalmolin / Fabio Logen
Ano / Semestre
AT
54
2015 / 2°Semestre
AP
36
TURMA
E31
CARGA HORÁRIA (aulas)
APS
AD
05
00
Total
95
AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas, AD: Atividades a Distância.
DIAS DAS AULAS PRESENCIAIS
Dia da semana
Número de aulas no semestre
Segunda
Terça
Quarta
Quinta
Sexta
Sábado
00
00
36
54
00
90
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês
Conteúdo das Aulas
Número
de Aulas
12/08
(AP) Prática: Apresentação do laboratório de Física 3 aos discentes e apresentação da listagem
de experimentos a serem realizados no laboratório de Física 3.
2
Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.
13/08
(AT) Apresentação da ementa, introdução aos sistemas de coordenadas que serão úteis no
curso.
3
19/08
(AP) Prática: Introdução à teoria dos erros.
2
20/08
(AT) Carga elétrica, estrutura interna de prótons e nêutrons, condutores e isolantes.
3
26/08
(AP) Prática: O ohmímetro, voltímetro e amperímetro.
2
27/08
(AT) O campo elétrico. Relação entre causa e efeito: força elétrica - Lei de Coulomb.
Determinação do campo elétrico. Linhas de campo elétrico. Dipolos elétricos.
3
02/09
(AP) Prática: Teoria sobre Corrente e Resistência.
2
03/09
(AT) Campo elétrico produzido por um anel, barra e disco.
3
09/09
(AP) Prática: Elementos resistivos lineares e não lineares.
2
10/09
(AT) Lei de Gauss. Aplicações a Simetria plana, cilíndrica e esférica.
3
16/09
(AP) Prática: Resistividade de um fio metálico.
2
17/09
(AT) Potencial elétrico. Energia potencial elétrica.Superfícies equipotenciais.
3
23/09
(AP) Prática: Teoria sobre Circuitos.
2
24/09
(AT) 1ª Avaliação.
3
30/09
(AP)
2
01/10
(AT) Capacitância e Energia do campo elétrico. Corrente elétrica e resistência.
3
07/10
(AP) Prática: Associação de resistores.
2
08/10
(AT) Resolução de exercícios sobre potencial elétrico e capacitância.
3
14/10
(AP) Prática: Princípios de Kirchhoff.
2
15/10
(AT) O campo magnético. Força de Lorentz.
3
21/10
(AP) Prática: Aplicação da 1º Avaliação.
2
22/10
(AT) Resolução de exercícios sobre campo magnéticos. Aplicações.
3
28/10
(AP) Prática: Superfícies Eqüipotenciais.
2
29/10
(AT) 2ª Avaliação
3
04/11
(AP) Prática: Teoria sobre Circuito RC corrente contínua.
2
05/11
(AT) Campo magnético produzido por um fio com corrente elétrica. Lei de Biot-Sarvat.
3
11/11
(AP) Prática: Circuito RC.
2
12/11
(AT) Campo magnético de um condutor retilíneo. Lei de Ampere. Força e torque sobre uma
espira de corrente.
3
18/11
(AP) Trabalho teórico e apresentação oral em grupo sobre os temas: Circuito RL (CC e CA).
Oscilações em circuitos LC. Circuito RLC (CC e CA). Solução explicita das EDO’s de cada
circuito citado.
2
19/11
(AT) Campo magnético produzido por um solenóide e toróide.
3
25/11
(AP) Prática: Aplicação da 2º Avaliação.
2
26/11
(AT) Lei de Faraday, Lei de Lenz, Densidade de energia do campo magnético. Introdução as
equações de Maxwell.
3
02/12
(AP)
2
03/12
(AT) 3ª Avaliação.
3
08/12
Atividade Prática Supervisionada (APS)
5
09/12
ADS
2
10/12
Entrega das notas finais da disciplina teórica.
3
PROCEDIMENTOS DE ENSINO
AULAS TEÓRICAS
1. Expositiva - dialogada
2. Experimento demonstrativo
3. Trabalho individual
Pesquisa
AULAS PRÁTICAS
34 horas práticas no laboratório de física 3.
Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
Dois Trabalhos escritos um sobre eletrostática e outro sobre Magnetismo. Os trabalhos devem conter
fundamentação teórica, exemplos e exercícios.
ATIVIDADES A DISTÂNCIA
PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO
A nota final (NF) será obtida pela média aritmética simples das notas das aulas teóricas e das aulas práticas.
- Avaliações discursivas teóricas (ADT) com peso 90% ;
- Atividade prática supervisionada com peso 10% ;
- Avaliação discursiva substitutiva (ADS);
- Avaliações discursivas práticas (ADP) com peso 50%;
- Notas de relatório (NR) com peso 50%.
NF ={[(ADT1+ADT2+ADT3)x0.9+(APS1+APS2+APS3)x0.1]/3+[(ADP1+ADP2)x0.7+(NR1+NR2)x0.3]/2}/2
A avaliação discursiva substitutiva não é obrigatória. Essa avaliação é uma forma de recuperação e substitui a pior
nota entre as ADTs. O aluno é considerado aprovado por média na disciplina quando a assiduidade e o
aproveitamento forem satisfatórios, isto é, média final acima ou igual a 6,0.
REFERÊNCIAS
Referências Básicas:
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física. 8 e 9. ed. Rio de Janeiro, RJ:
LTC, c2009, 2012. 4 v. Vol. 3. ISBN 9788521616054 (v.1), ISBN 9788521619031 (v.1).
TIPLER, Paul Allen; MOSCA, Gene. Física: para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC,
c2009. 3 v. Vol. 3. ISBN 9788521617105 (v.1).
SEARS, Francis Weston; ZEMANSKY, Mark Waldo; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física. 12. ed.
São Paulo, SP: Pearson Addison-Wesley, c2008-2009. 4 v. Vol. 3. ISBN 9788588639300 (v.1).
Referências Complementares:
EDMINISTER, Joseph A. Eletromagnetismo. São Paulo, SP: McGraw-Hill, 1980. 232 p.
SADIKU, Matthew N. O. Elementos de eletromagnetismo. 5. ed. Porto Alegre, RS: Bookman, 2012. xvi, 702 p.
ISBN 9788540701502.
IRWIN, J. David. Análise de circuitos em engenharia. 4. ed. São Paulo, SP: Makron, 2000. xvi, 848 p. ISBN
8534606935.
REGO, Ricardo Affonso do. Eletromagnetismo básico. Rio de Janeiro: LTC - Livros Tecnicos e Cientificos,
2010. 307 p. ISBN 9788521617396.
NUSSENZVEIG, H. Moysés. Curso de física básica. 5. ed. rev. e atual. São Paulo, SP: E. Blücher, 2013. 4 v.
Vol. 3. ISBN 9788521207450 (v.1).
ORIENTAÇÕES GERAIS
Assinatura do Professor
Assinatura do Coordenador do Curso
Aprovado pelo Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica em 2/2015.