UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Ciência e Tecnologia dos Materiais

Unidade Ofertante:

FEELT

Código:

FEELT 31303

Período/Série:

3

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

45

Prática:

0

Total:

45

Obrigatória:

( )

Optativa:

( )

Professor(A):

Eduardo Tavares Silvério

Ano/Semestre:

AARE - Etapa II

Observações:

Plano de Ensino para uso exclusivo durante o período em que as disciplinas ocorrerem como AARE. Limite de 60 discentes matriculados na AARE - Etapa II

 

EMENTA

Teoria básica e aplicações à engenharia elétrica da estrutura de materiais supercondutores, condutores, semicondutores, isolantes e magnéticos.

JUSTIFICATIVA

A disciplina de Ciência e Tecnologia dos Materiais tem como finalidade apresentar ao estudante de Engenharia Elétrica a temática acerca das principais características da composição da matéria e os fenômenos físico-químicos que contemplam essa área de conhecimento. Nesse sentido, essa disciplina contribui para a compreensão do discente no que tange a composição e funcionamento de elementos semicondutores, que hoje em dia estão presentes em praticamente todos os equipamentos analógicos e digitais que utilizamos no cotidiano. Entretanto, essa disciplina também se faz necessária para o maior entendimento do estudante acerca da bagagem de conhecimentos adquiridos para outras disciplinas que serão ministradas adiante no curso de Engenharia Elétrica. Ainda, a tecnologia que contempla o manuseio e composição dos materiais estabelece diretrizes para a solução de problemas que surgem devido ao cotidiano de trabalho de um Engenheiro. Portanto, os conhecimentos a serem adquiridos ao se cursar essa disciplina se fazem indispensáveis para a formação completa e adequada de um profissional de engenharia. 

 

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final da disciplina o estudante será capaz de:

 

1. Demonstrar conhecimento sobre os princípios físicos e químicos da constituição dos materiais elétricos;

 

2. Distinguir os diversos materiais utilizados em equipamentos e componentes elétricos e magnéticos estabelecendo relações claras entre propriedades dos materiais, métodos de fabricação e seu efeito sobre o funcionamento de dispositivos e sistemas;

 

3. Escolher e utilizar materiais em aplicações na área de engenharia, justificando o uso de cada material na respectiva aplicação;

Objetivos Específicos:

1. Demonstrar ter se conscientizado da importância dos materiais na tecnologia, no cotidiano e na manutenção da vida.

 

2. Desenvolver ou participar de atividades relacionadas ao planejamento, pesquisa e interpretação de informações referentes à disciplina, trabalho em grupo, projeto e análise dos componentes assimilados em sala de aula.

 

PROGRAMA

 

1. Propriedades Gerais dos Materiais

1.1. Introdução;

1.2. Ligações Químicas (Revisão: Ligações iônicas, covalentes, metálicas e secundárias);

1.3. Propriedades Físicas – Massa, volume, densidade e estado físico;

1.4. Propriedades Elétricas:

1.4.1. Condutividade e Resistividade Elétrica;

1.4.2. Resistência e Condutância Elétrica;

1.4.3. Permissividade Dielétrica;

1.4.4. Rigidez Dielétrica;

1.5. Propriedades Magnéticas – Permeabilidade e Susceptibilidade Magnética;

1.6. Propriedades Mecânicas – Deformação nos metais e outras propriedades mecânicas;

1.7. Propriedades Térmicas;

1.8. Propriedades Químicas – Radiação, Oxidação e Corrosão;

1.9. Propriedades Ópticas – Refração, Reflexão e Absorção;

1.10. Bandas de Energia;

1.11. Classificação dos Materiais Elétricos.

2. Materiais Condutores

2.1. Introdução;

2.2. Características dos Condutores:

2.2.1. Variação da resistividade com a temperatura e a frequência;

2.2.2. Resistência de contato nos metais

2.3. Materiais de elevada condutividade;

2.4. Materiais de elevada Resistividade (Ligas de Aquecimento, Medição e Regulação);

2.5. Aplicações:

2.5.1. Resistores

2.5.2. Fusíveis

2.5.3. Bimetais

2.5.4. Fios e cabos condutores

2.6. Supercondutores.

3. Materiais Isolantes

3.1. Polarização Dielétrica;

3.2. Materiais Isolantes de Uso Industrial mais Frequente;

3.3. Aplicações:

3.3.1. Capacitores

3.3.2. Isolação de redes elétricas

3.3.3. Isolação de cabos subterrâneos

3.3.4. Isolação de transformadores

3.3.5. Isolação de motores

3.3.6. Isolação de disjuntores.

3.4. Comportamento dos dielétricos em Serviço:

3.4.1. Resistência de Isolamento

3.4.2. Resistência Superficial

3.4.3. Rigidez Dielétrica

3.4.4. Rigidez Dielétrica Superficial

3.4.5. Ruptura dos Dielétricos

3.4.6. Efeito Corona.

4. Materiais Semicondutores

4.1. Níveis de Energia;

4.2. Valência;

4.3. Bandas de Energia;

4.4. Materiais Intrínsecos;

4.5. Condução Elétrica nos Semicondutores;

4.6. Semicondutores do Tipo N e P;

4.7. Aplicações:

4.7.1. Diodo Semicondutor

4.7.2. Transistor de Junção Bipolar

4.7.3. Transistor de Unijunção

4.7.4. Transistor de Efeito de Campo

4.7.6. Retificador controlado de silício

4.7.7. Termistores

4.7.8. Fotocondutores

4.7.9. Células Fotovoltaicas

5. Materiais Magnéticos

5.1. Classificação dos Materiais Magnéticos;

5.2. Características dos Materiais Magnéticos:

5.2.1. Retentividade

5.2.2. Relutância

5.2.3. Permeância

5.2.4. Permeabilidade

5.2.5. Permeabilidade Relativa

5.2.6. Meios de Propagação do Fluxo Magnético

5.2.7. Intensidade de Campo Magnético

5.2.8. Densidade de Fluxo

5.2.9. Força Magnetomotriz

5.2.10. Curva de Magnetização (BxH)

5.2.11. Laço de Histerese

5.3. Lei de Faraday e Lei de Lenz;

5.4. Circuitos Magnéticos Equivalentes - Circuito Magnético com Entreferro de Ar;

5.5. Aplicações dos Materiais Magnéticos:

5.5.1. Eletroímãs

5.5.2. Relés

5.5.3. Contatores

5.5.4. Disjuntores Termo-magnéticos

5.5.5. Campainha

5.5.6. Motores e Geradores Elétricos

5.5.7. Transformadores

 

 

METODOLOGIA

Para uso específico das Atividades Acadêmicas Remotas Emergenciais (AARE), a metodologia de ensino terá duas modalidades específicas: síncrona (todos os alunos participam simultaneamente de reunião online sob a orientação do professor em aula expositivo dialogada) e assíncronas (abrangendo atividades remotas off-line).

As mídias virtuais utilizadas para contemplar tais modalidades de ensina serão:

Atendimentos aos alunos serão realizados também de forma remota na modalidade síncrona por e-mails, aplicativos de mensagens ou ainda reuniões agendadas em horários que sejam adequados para cada aluno ou grupo de alunos. Este tipo de atendimento terá horário definido pelo professor no início do semestre em conjunto com os alunos.

Carga Horária

É importante salientar que as atividades síncronas ocorrerão às segundas no horário de 7h10 – 8h50 e terças às 7h10 – 8h00.

As aulas serão do tipo expositivo dialogado. Serão utilizados recursos de simulação digital para exemplificar a teoria apresentada

 

AVALIAÇÃO

Para serem aprovados na disciplina os alunos deverão cumprir os seguintes requisitos:

Estas atividades serão realizadas e entregues pelo Google Meet ou Moodle.ufu.

BIBLIOGRAFIA

É importante destacar que outros materiais, como apostilas, slides utilizados durante as atividades síncronas, assim como todo e qualquer material que seja de domínio público será disponibilizado para os alunos com o intuito de enriquecer o acervo digital de aprendizado e conhecimento.

Bibliografia Básica:

  1. William D. Callister, Jr. Ciência e Engenharia de Materiais Uma Introdução. Editora LTC, Rio de Janeiro – RJ, 2012
  2. Shackelford, James F., “Ciencia dos Materiais” 6ª edição. Editora Prentice Hall, São Paulo, 2008;
  3. Walfredo Schmidt, Materiais elétricos: condutores e semicondutores v. 1, São Paulo: Ed. Edgard Blucher, 1979;
  4. Walfredo Schmidt, Materiais elétricos: isolantes e magnéticos v. 2, São Paulo: Ed. Edgard Blucher, 1979;

Complementar

  1. Sergio Machado Rezende A. “Materiais e Dispositivos Eletrônicos”, 2ª Ed. Liv. Da Física, São Paulo, 2004;
  2. Albert Paul Malvino, “Eletrônica”, 4ª edição, Makron Books do Brasil, São Paulo, 1997;
  3. Dekker, Adrianus J.. “Electrical engineering materials”. Englewood Cliffs: Prentice Hall, c1959;
  4. Kosow, Irving L.,”Maquinas elétricas e transformadores”, 3ª Ed, Porto Alegre : Editora Globo, 1979;
  5. A. E. Fitzgerald, Charles Kingsley Jr., Alexander Kusko. “Maquinas elétricas : conversão eletromecânica da energia, processos, dispositivos e sistemas” São Paulo : McGraw-Hill, c1975.
  6. Delcyr Barbosa Saraiva, “Materiais elétricos”, Editora Guanabara Dois, 1983.

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 


logotipo

Documento assinado eletronicamente por Eduardo Tavares Silvério, Professor(a) Substituto(a) do Magistério Superior, em 28/09/2020, às 14:25, 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 23117.056272/2020-12 SEI nº 2284918