Vigente desde 2016/1 - Faculdade de Engenharia
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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul FACULDADE DE ENGENHARIA VIGÊNCIA: 2016/1 - 2017/1 PROGRAMA DA DISCIPLINA DISCIPLINA: CIRCUITOS ELETROMAGNETICOS CODCRED 4458J04 CARGA HORÁRIA 60 MÓDULO 60 EMENTA: Introdução ao sistema de coordenadas cartesianas, sistema de coordenadas esféricas, vetores unitários, produto escalar e produto vetorial. Apresentação da Lei de Coulomb, e campo eletrostático. Apresentação da Lei de Gauss, e divergência do campo elétrico. Definição da energia, potencial e gradiente de potencial. Compreensão das propriedades de condutores e dielétricos. Estudo do método das imagens. Caracterização da fronteira entre dielétricos. Compreensão das equações de Laplace e de Poisson. Estudo do campo magnetostático, da Lei de Biot-Savart, da Lei de Ampére, rotacional do campo, e Teorema de Stokes. Introdução aos potenciais magnéticos escalar e vetorial. Definição das propriedades de materiais magnéticos. Caracterização da fronteira entre materiais magnéticos. Estudo das forças mecânicas geradas eletromagneticamente. Aplicação da Lei de Faraday, equações de Maxwell nas formas integral e diferencial, noções de irradiação eletromagnética. OBJETIVOS: Esta disciplina tem por objetivo apresentar ao aluno os conceitos de circuitos eletromagnéticos. Desta forma, as ferramentas necessárias a resolução e projetos de sistemas eletromagnéticos são apresentadas. Assim, o aluno consegue visualizar a necessidade e a importância de se utilizar tais conceitos. CONTEÚDO: Análise Vetorial Escalares e vetores Álgebra vetorial O sistema de coordenadas cartesianas Componentes vetoriais e vetores unitários O campo vetorial O produto escalar Coordenadas cilíndricas circulares O sistema de coordenadas esféricas Campus Central Av. Ipiranga, 6681 - Pd. 30 - Bl. B - Sala 101 - CEP: 90619-900 Telefone: (51) 3320.3525 - Fax: (51) 3320.3625 E-mail: [email protected] www.pucrs.br/feng Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul FACULDADE DE ENGENHARIA Lei de Coulomb e Intensidade de Campo Elétrico A lei experimental de coulomb Intensidade de campo elétrico Campo devido a uma distribuição volumétrica contínua de cargas Campo de uma linha de cargas Campo de uma lâmina de cargas Linhas de forças e esboços de campos Densidade de Fluxo Elétrico, Lei de Gauss e Divergência Densidade de fluxo elétrico A lei de Gauss Aplicação de lei de Gauss Divergência Primeira equação de Maxwell: Eletrostática O operador vetorial e o teorema da divergência Energia e Potencial Energia gasta na movimentação de uma carga pontual em um campo elétrico A integral de linha Definição de diferença de potencial e potencial O campo potencial de uma carga pontual O campo potencial de um sistema de cargas: propriedade conservativa Gradiente do potencial O Dipolo Densidade de energia do campo eletrostático Corrente e Condutores Corrente e densidade de corrente Continuidade de corrente Condutores metálicos Propriedades dos condutores e condições de fronteira Dielétricos e Capacitância A natureza dos materiais dielétricos Condições de fronteira para materiais dielétricos perfeitos Capacitância Diversos exemplos de capacitância Capacitância de uma linha de dois fios Equações de Poisson e de Laplace Derivação das equações de Poisson e de Laplace Teorema da unicidade Exemplos de solução da equação de Laplace Exemplos de solução da equação de Poisson Solução produto de equação de Laplace Resolvendo a equação de Laplace por iteração numérica Campus Central Av. Ipiranga, 6681 - Pd. 30 - Bl. B - Sala 101 - CEP: 90619-900 Telefone: (51) 3320.3525 - Fax: (51) 3320.3625 E-mail: [email protected] www.pucrs.br/feng Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul FACULDADE DE ENGENHARIA O Campo Magnético Estacionário A lei de Biot-Savart Lei circuital de Ampère Rotacional Teorema de Stokes Fluxo magnético e Densidade de Fluxo Magnético Os potenciais escalar e vetor magnéticos Forças Magnéticas, Materiais e Indutância Força em uma carga em movimento Força em um elemento diferencial de corrente Força entre elementos diferenciais de corrente Força e torque em um circuito fechado A natureza dos materiais magnéticos Magnetização e permeabilidade Condições de fronteira magnéticas O circuito magnético Energia potencial e forças em materiais magnéticos Indutância e indutância mútua PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS: A disciplina é desenvolvida através de aulas expositivas onde são apresentados conceitos e exemplos de aplicação. As aulas são ministradas empregando recursos multimídia, sendo prática comum a proposição e confecção de exercícios. PROCEDIMENTOS E CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO: Avaliação da disciplina será feita mediante trabalhos, exercícios, projetos, ou/e provas. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: HAYT Jr., W.H.; BUCK J.A. Engineering Electromagnetics 6. ed. Mc Graw Hill, 2005 (ou edições posteriores e anteriores). SADIKU, M.N.O. Elementos de eletromagnetismo. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006 (ou edições posteriores e anteriores). 687 p. PAUL, C.R. Electromagnetics for engineers: with applications to digital systems and electromagnetic interference. Hoboken: John Wiley & Sons, c2004. 403 p. : il. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR: ULABY, F.T. Eletromagnetismo para engenheiros. Porto Alegre: Bookman, 2007. 378 p. BASTOS, J.P.A. Eletromagnetismo para engenharia: estática e quase-estática. Florianópolis: UFSC, 2004. 396 p. EDMINISTER, J.A. Electromagnetics. New York, NY: McGraw-Hill, c2003. 138 p. Campus Central Av. Ipiranga, 6681 - Pd. 30 - Bl. B - Sala 101 - CEP: 90619-900 Telefone: (51) 3320.3525 - Fax: (51) 3320.3625 E-mail: [email protected] www.pucrs.br/feng Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul FACULDADE DE ENGENHARIA ULABY, F.T. Fundamentals of applied electromagnetics. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1999. VÁGÓ, I. Electromagnetic fields. Budapest: Akadémiai Kiadó, 1998. 429 p. Campus Central Av. Ipiranga, 6681 - Pd. 30 - Bl. B - Sala 101 - CEP: 90619-900 Telefone: (51) 3320.3525 - Fax: (51) 3320.3625 E-mail: [email protected] www.pucrs.br/feng
