UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Instituto de Física

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

FÍSICA BÁSICA: ELETRICIDADE E MAGNETISMO

Unidade Ofertante:

INSTITUTO DE FÍSICA

Código:

INFIS39033

Período/Série:

3o período

Turma:

1 1 1 1

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

 60

Prática:

 

Total:

60

Obrigatória:

(X )

Optativa:

( )

Professor(A):

RAIMUNDO LORA SERRANO

Ano/Semestre:

2024/1

Observações:

 

 

EMENTA

Introdução à teoria básica e aplicações a engenharia elétrica de eletricidade e magnetismo

JUSTIFICATIVA

As bases de todo ciclo básico de física para cursos da área das Ciências Exatas e Engenharias, são sustentadas, fundamentalmente, pela Mecânica Newtoniana e pelo Eletromagnetismo. Isso justifica a presença da disciplina Física Básica: Eletricidade e Magnetismo nos PPCs dos cursos de graduação da Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU. Ela foca na eletrostática (no vácuo e em meios materiais), a magnetostática (maior ênfase na magnetostática no vácuo) e no princípio de indução eletromagnética e suas aplicações.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final do curso o estudante deverá estar habilitado a identificar e trabalhar tópicos relacionados a teoria eletromagnética clássica e resolver problemas correlatos.

Objetivos Específicos:

Espera-se que, ao final da disciplina, o aluno seja capaz de utilizar as ferramentas dadas para desvendar possíveis desafios na pesquisa e/ou aplicações técnicas de suas áreas de atuação tanto no decorrer do curso como, principalmente, no futuro exercício de sua profissão. Deve adquirir habilidades para utilizar os conhecimentos de Eletrostática e Física Moderna na modelagem e resolução de problemas de natureza física.

· Introduzir os conceitos básicos de eletrostática: carga elétrica, campo elétrico, potencial elétrico, densidade de energia e suas aplicações. Aprender ferramentas para a determinação de campos elétricos produzidos por diferentes distribuições de cargas (discretas ou contínuas) ou, conhecendo a intensidade do campo elétrico, determinar a distribuição de cargas que o criou. Isso é feito dentro do regime de equilíbrio eletrostático no vácuo e em meios materiais.

· Introduzir os conceitos básicos de magnetostática: correntes estacionárias, o vetor campo magnético, e suas aplicações. Aprender ferramentas para a determinação de campos magnéticos produzidos por diferentes distribuições de corrente ou, conhecendo a intensidade do campo magnético, determinar a distribuição de corrente que o criou. Isso é feito dentro do regime de correntes estacionárias (não variam com o tempo) no vácuo e em meios materiais.

· Introduzir os conceitos da lei de indução de Faraday, a força eletromotriz induzida (fem) e as equações de Maxwell, que governam a teoria eletromagnética.

PROGRAMA

1 A LEI DE COULOMB

1.1 Carga elétrica

1.2 Condutores e isolantes

1.3 Lei de Coulomb

1.4 Quantização da carga elétrica

1.5 Conservação da carga elétrica

 

2 CAMPO ELÉTRICO

2.1 Campo elétrico

2.2 Linhas de força

2.3 Cálculo do campo elétrico: carga pontual

2.4 Cálculo do campo elétrico: dipolo elétrico

2.5 Campo elétrico produzido por distribuições contínuas de cargas.

2.6 Carga pontual em campo elétrico

2.7 Dipolo num campo elétrico

 

3 LEI DE GAUSS

3.1 Fluxo do campo elétrico

3.2 Lei de Gauss

3.3 Relação entre lei de Gauss e lei de Coulomb

3.4 Um condutor isolado carregado

3.5 Lei de Gauss: simetria linear

3.6 Lei de Gauss: simetria plana

3.7 Lei de Gauss: simetrias cilíndrica e esférica

 

4 POTENCIAL ELÉTRICO

4.1 Potencial elétrico

4.2 Superfícies equipotenciais

4.3 Cálculo do potencial a partir do campo

4.4 Cálculo do potencial: carga pontual

4.5 Cálculo do potencial: um dipolo elétrico

4.6 Cálculo do potencial de distribuições contínuas

4.7 Cálculo do campo a partir do potencial

4.8 Energia potencial elétrica

4.9 Condutores em equilíbrio eletrostático

 

5 CAPACITÂNCIA

5.1 Utilização dos capacitores

5.2 Capacitância

5.3 Determinação da capacitância

5.4 Capacitores em série e em paralelo

5.5 Armazenamento de energia num campo elétrico

5.6 Capacitor com um dielétrico

5.7 Dielétricos: descrição atômica

5.8 Os dielétricos e a Lei de Gauss

 

6 CORRENTE E RESISTÊNCIA

6.1 Cargas em movimento e corrente elétrica

6.2 Densidade de corrente

6.3 Resistência e resistividade elétrica

6.4 Lei de Ohm

6.5 Visão microscópica da Lei de Ohm

6.6 Energia, potência e efeito Joule

 

7 FORÇA ELETROMOTRIZ E CIRCUITOS ELÉTRICOS

7.1 Trabalho, energia e força eletromotriz

7.2 Determinação da corrente

7.3 Circuitos de uma única malha

7.4 Leis de Kirchhoff

7.5 Circuitos de malhas múltiplas

7.6 Instrumentos de medidas elétricas

7.7 Circuitos RC

 

8 CAMPOS MAGNÉTICOS

8.1 Pólos magnéticos e linhas de campo magnético

8.2 Força magnética e campo magnético

8.3 Força de Lorentz

8.4 Lei de Biot-Savart

8.5 Lei de Ampère

8.6 Aplicações da lei de Biot-Savart e da lei de Ampère

8.7 Magnetismo na matéria

 

 

9 INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

9.1 Variação do fluxo magnético e lei de indução de Faraday

9.2 Lei de Lenz

9.3 Campo elétrico induzido

9.4 Geradores e motores elétricos

9.5 Indutores e indutância

9.6 Energia em indutores e campos magnéticos

METODOLOGIA

A disciplina será desenvolvida através de aulas expositivas, durante as quais os(as) discentes poderão questionar o professor para dirimir suas dúvidas. Eventualmente, serão utilizados aplicativos de interface gráfica para ilustrar alguns conceitos, direcionando os esforços à reflexão e compreensão dos conceitos. No final de cada capítulo é dedicada uma aula à resolução de exercícios do conteúdo revisado. Será solicitado o apoio de um(a) monitor(a) que poderá auxiliar em eventuais dúvidas fora do horário da aula. A plataforma Moodle será utilizada para disponibilização dos arquivos criados pelo professor contendo as temáticas ministradas (tanto as transparências de apresentação em meios gráficos quanto as notas de aula do professor), e as listas de exercícios que serão avaliadas (na forma de Atividade do tipo Tarefa). O link para acesso à disciplina (com cadastro prévio feito pelo professor) é https://www.moodle.ufu.br/course/view.php?id=10737.

AVALIAÇÃO

v A Média de Aproveitamento (MA) será dada pela média aritmética das notas obtidas de quatro (04) provas (P1, P2,  P3 e P4) escritas (sem consulta bibliográfica):

v Discentes aprovados(as) se MA≥60 pontos;

v Para discentes que não atinjam a nota de rendimento mínimo (60 pontos) na disciplina, com 40≤MA<60 pontos, e que tenham frequência de assistência às aulas mínima de 75% (setenta e cinco por cento), será aplicada uma prova de recuperação (PR). Nesse caso, a média final (MFINAL) será determinada como:

Se pontos, o valor de MFINAL será fixado em 60 pontos;

O conteúdo avaliado na prova de recuperação incluirá tudo o que foi ministrado no semestre.

BIBLIOGRAFIA

Básica

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009. V. 3.

SERWAY, R. A.; JEWETT, J. W. Princípios de física: eletromagnetismo. São Paulo: Cengage Learning, 2004. V. 3.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica. São Paulo: Edgard Blücher, 2014. V. 3.

 

Complementar

 

ALONSO, M.; FINN, E. J. Física: um curso universitário. São Paulo: Edgard Blücher, 2005. V. 2.

YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Sears e Zemansky: física. v.3. São Paulo: Addison-Wesley, 2009.

FEYNMAN, R. P.; LEIGHTON, R. B.; SANDS, M. Lições de física. Porto Alegre: Artmed: Bookman, 2008. V. 2.

CHAVES, A. S. Física básica: eletromagnetismo. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2007.

TIPLER, P. A.; MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros: eletricidade e magnetismo. Rio de Janeiro: LTC, 2009. V. 2.

 

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Raimundo Lora Serrano, Professor(a) do Magistério Superior, em 11/01/2024, às 17:17, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.002005/2024-41 SEI nº 5096532