Electromagnetismo - estgv - Instituto Politécnico de Viseu
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INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA Electromagnetismo 2.º Ano Bacharelato/Licenciatura em Engenharia Electrotécnica 2007/2008 Docentes: Teóricas: Paulo Moisés Almeida da Costa Gabinete 13 E-mail: [email protected] Teórico-Práticas: João Pereira Figueiredo Cantão Gabinete 14 E-mail: [email protected] Objectivos da disciplina: A disciplina de electromagnetismo pretende dotar os alunos com as seguintes competências: a) Conhecimento dos fundamentos sobre campos eléctricos e campos magnéticos b) Capacidade para analisar e interpretar fenómenos electrostáticos e electromagnéticos c) Cálculo de campos eléctricos originados por diferentes distribuições de carga e de campos magnéticos originados por diferentes distribuições de corrente. d) Capacidade para aplicar os conceitos teóricos a situações práticas e) Capacidade para interpretar o funcionamento básico de equipamentos (sensores, actuadores, máquinas eléctricas) f) Capacidade para selecionar materiais magnéticos Electromagnetismo 2007/2008 INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA No final da disciplina o aluno deverá ser capaz de: ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ Perceber o significado físico de campo eléctrico e respectiva aplicação na electrotécnia Identificar as variáveis que influênciam o campo eléctrico Determinar campos eléctricos originados por diferentes distribuições de carga Perceber o conceito de energia, potencial e diferença de potencial Compreender a diferença entre materias condutores, semicondutores e dieléctricos Compreender o conceito de capacidade, as variáveis de que depende e respectiva aplicação ¾ Perceber o significado físico de campo magnético e respectiva aplicação na electrotécnia ¾ Compreender as forças electromagnéticas e respectiva aplicação prática na electrotécnica ¾ Perceber o comportamento dos núcleos magnéticos Avaliação: A classificação final do aluno será obtida por: max { CF1 ; CF2 } Sendo: CF1 = 0,8 E + 0,2 AC CF2 = E E a classificação obtida na frequência/exame (avaliado de 0 a 20 valores) AC a classificação obtida na avaliação continua baseada na resolução de um conjunto de exercícios propostos pelos docentes (avaliado de 0 a 20 valores) Electromagnetismo 2007/2008 INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA Programa: 1 – Breve revisão sobre análise vectorial 1.1 – Escalares e vectores 1.2 – Álgebra vectorial 1.3 – Sistema cartesiano de coordenadas 1.4 – Componentes de um vector e vectores unitários 1.5 – Campo escalar e campo vectorial 1.6 – Produto escalar 1.7 – Produto vectorial 1.8 – Sistemas de coordenadas cilíndricas e esféricas 2 – Campo Eléctrico 2.1 – Lei de Coulomb 2.2 – Principio da sobreposição 2.3 – Campo devido a uma distribuição volumétrica contínua de carga 2.4 – Campo de uma linha de cargas 2.5 – Campo de uma superfície plana de cargas 2.6 – Linhas de força e esboço de campos 3 – Densidade de fluxo eléctrico, lei de Gauss e divergência 3.1 – Densidade de fluxo 3.2 – Lei de Gauss 3.3 – Aplicação da lei de Gauss: distribuições simétricas de cargas 3.4 – Aplicação da lei de Gauss: elemento diferencial de volume 3.5 – Divergência 3.6 – Primeira equação de Maxwell (electrostática) 3.7 - O operador ∇ e o teorema da divergência. 4 – Energia e potencial 4.1 – Energia utilizada no movimento de uma carga pontual num campo eléctrico 4.2 – Integral de linha 4.3 – Diferença de potencial e potencial 4.4 – O campo potencial de uma carga pontual 4.5 – O potencial de um sistema de carga: campo conservativo 4.6 – Gradiente de potencial 4.7 – O dipolo 4.8 – Densidade de energia no campo electrostático 5 – Condutores, Dielétricos e Capacidades 5.1 – Corrente e densidade de corrente 5.2 – Continuidade da corrente 5.3 – Condutores metálicos 5.4 – Propriedades dos condutores e condições de contorno 5.5 – O método das imagens Electromagnetismo 2007/2008 INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA 5.6 – Semicondutores 5.7 – Natureza dos materiais dieléctricos 5.8 – Condições de contorno para materiais dieléctricos perfeitos 5.9 – Capacidade 5.10 – Capacidade de uma linha de dois fios paralelos 6 - Equações de Poisson e de Laplace 6.1 – Equações de Poisson e de Laplace 6.2 – Teorema da unicidade 7 – Campo magnético estacionário 7.1 – Lei de Bio-Savart 7.2 – Lei de Ampere 7.3 – Rotacional 7.4 – Teorema de Stokes 7.5 – Fluxo magnético e densidade de fluxo magnético 7.6 – Potenciais vector e escalar magnético 7.7 – Leis do campo magnetostático 8 – Forças magnéticas, materiais e indutância 8.1 – Força sobre uma carga em movimento 8.2 – Força sobre um elemento diferencial de corrente 8.3 – Força entre elementos diferenciais de corrente 8.4 – Força e binário num circuito fechado 8.5 – Natureza dos materiais magnéticos 8.6 – Magnetização e permeabilidade 8.7 – Condições de contorno para um campo magnético 8.8 – Circuito magnético 8.9 – Forças e energia potencial em materiais magnéticos 8.10 – Indutância e indutância mútua 9 – Campos variáveis no tempo e equações de Maxwell 9.1 - Lei de Faraday 9.2 – Corrente de deslocamento 9.3 – Equações de Maxweel na forma potencial 9.4 – Equações de Maxwell na forma integral 9.5 – Potenciais retardados 10 – Núcleos magnéticos Electromagnetismo 2007/2008 INSTITUTO POLITÉCNICO DE VISEU ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA Bibliografia Electromagnetismo William H. Hayt Jr. (4ª edição) Livros técnicos e científicos editora Introdução ao electromagnetismo Suishil Kumar Mendirata Fundação Calouste Gulbenkian Electromagnetismo Kraus. Carver Guanabara Brasil Electromagnetism for Engeniers P. Hammond Pergamond Press Electromagnetismo Joseph A. Edminister Schaum McGraw-Hill Electromagnetic Concepts and Aplications Stanley V. Marshall, Gabriel G. Skitek Prentice- Hall International Editions Electromagnetismo Carlos Peres Quevedo MacGraw-Hill, 1982 Applied Electromagnetics Martin A. Plonus MacGraw-Hill, 1978 Basic Electromagnetism E. R. Dobbs Chapman & Hall, 1993 Electromagnetismo 2007/2008
