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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 3N - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
Componente Curricular: |
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EMENTA
Teoria básica e aplicações de Eletromagnetismo à Engenharia Elétrica e Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações
JUSTIFICATIVA
Embora a maioria dos currículos de Engenharia Elétrica comece com um estudo sobre circuitos elétricos e magnéticos, reconhece-se atualmente que a teoria básica de campos elétricos e magnéticos merece maior atenção e devem ser apresentadas em seguida. A familiaridade com os conceitos de circuitos e o estudo dos campos baseados nas equações de Maxwell justificam as aproximações que levam à teoria de circuitos. Além disso, os conceitos aqui apresentados servem para formar a base para a construção de novos alicerces de conhecimentos, como aqueles relacionados em disciplinas que tratam da teoria de máquinas elétricas, aterramentos elétricos, linhas de transmissão, propagação de ondas, antenas, etc.
OBJETIVO
Objetivo Geral: |
Estudo teórico e prático do Eletromagnetismo e suas aplicações para Engenharia Elétrica e Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações |
Objetivos Específicos: |
Ao final da disciplina, o estudante deverá ser capaz de:
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PROGRAMA
Lei de Coulomb e intensidade de campo elétrico
A lei experimental de Coulomb
Intensidade de campo elétrico (E)
Campo de n cargas pontuais
Campo devido a uma distribuição contínua de carga
Linhas de força e esboço de campos
Densidade de fluxo elétrico, lei de Gauss e divergência
Densidade de fluxo elétrico (D)
A lei de Gauss e aplicações
Divergência e o operador ∇ (nabla)
Primeira equação de Maxwell da eletrostática
O teorema da divergência ou teorema de Gauss
Energia e potencial eletrostático
Energia utilizada no movimento de uma carga pontual em um campo elétrico
A diferença de potencial e o potencial eletrostático
O potencial de uma carga pontual
O potencial de um sistema de cargas: campo conservativo
Gradiente do potencial
Energia e densidade de energia no campo eletrostático
O dipolo elétrico
Condutores elétricos
Corrente e densidade de corrente
Continuidade da corrente
Condutores metálicos e Resistência
Condições de fronteira para materiais condutores
O método das imagens
Dielétricos
A natureza dos materiais dielétricos e a polarização elétrica
O vetor polarização (P)
Relações entre os vetores D, E e P
Condições de fronteira para o campo elétrico
Capacitância e capacitores
Exemplos de cálculo de capacitância
Métodos de solução de problemas de valor de fronteira eletrostáticos
Equações de Laplace e Poisson
Teorema da Unicidade
Exemplos de solução da equação de Laplace
Exemplos de solução da equação de Poisson
Solução produto da equação de Laplace
Outros métodos
Campo magnético estacionário
Lei de Biot-Savart para o campo magnético (H)
Lei circuital de Ampère e aplicações
Rotacional
Teorema de Stokes
Fluxo magnético e densidade de fluxo magnético (B)
Potenciais vetor e escalar magnéticos
Forças magnéticas, energia e materiais magnéticos
Força sobre uma carga em movimento
Força sobre um elemento diferencial de corrente
Forças e torques em um circuito fechado (espira de corrente)
Energia e densidade de energia no campo magnético estacionário
O vetor magnetização (M) e a permeabilidade magnética (µ)
Relações entre os vetores B, H e M
Condições de fronteira para o campo magnético
Circuito magnético: análise e solução
Campos variáveis no tempo e Indução Eletromagnética
Indução eletromagnética: as leis de Faraday e Lenz
Princípios básicos das máquinas elétricas e exemplos da indução eletromagnética
Indutância
Campos variáveis no tempo e as equações de Maxwell
Corrente de deslocamento
Equações de Maxwell: forma pontual e integral
Condições de fronteira para campos variáveis no tempo
Um campo viajante: princípio da propagação de ondas eletromagnéticas
Potenciais retardados e a equação da onda
Fluxo de Energia e o Vetor de Poynting
O magnetismo da matéria (extra, caso haja tempo)
Diamagnetismo e paramagnetismo
Momentos de dipolo magnético e momento angular
Precessão dos momentos de dipolo magnético
Ressonância magnética nuclear
Ferromagnetismo
METODOLOGIA
O curso foi esquematizado da forma mais simples possível para ser ministrado por meio de aulas expositivas, exposições dialogadas, demonstrações e solução de um bom número de exercícios, com interpretação e aplicação de cada resultado na prática. Além disso, serão realizadas aulas de laboratório que compreendem experiências didáticas relacionadas aos diversos tópicos acima. Essas experiências dependem da disponibilidade de materiais e equipamentos de laboratório.
O conteúdo programático do curso é disposto de maneira que os assuntos mais simples são expostos inicialmente e os assuntos mais complexos são abordados ao final.
Para um semestre com número de semanas reduzidas, como o semestre 2023-2, alguma carga horária assíncrona e/ou trabalho discente efetivo poderá ser utilizado para complementação das horas.
IMPORTANTE: durante as aulas NÃO é permitido o uso de aparelhos eletrônicos como celulares, notebooks e tablets, exceto com autorização expressa do professor. Caso os estudantes não respeitem essa norma, serão convidados a deixar a aula.
Os horários de atendimento combinados com a turma são: Segunda-feira (14 - 16h) e quarta-feira (09 - 11h) na sala do professor.
AVALIAÇÃO
A avaliação será composta de:
60 pontos relativos a três avaliações em grupos, com consulta e realizadas sempre às quintas-feiras às 19h, em sala reservada pelo espaço físico da UFU. Essas avaliações ocorrerão sempre na semana subsequente ao encerramento do conteúdo compreendido.
20 pontos referentes a um trabalho com data e tema a serem definidos ao longo do semestre letivo.
20 pontos referentes a 4 listas de exercícios realizadas de maneira individual. Essas listas serão corrigidas pelo monitor da disciplina. Caso a disciplina não possua monitor, serão 75 pontos relativos às avaliações e 25 pontos relativos ao trabalho final, não havendo pontuação para listas de exercícios.
Verificação da assiduidade por meio de chamada oral;
Uma atividade substitutiva individual e sem consulta (ao final do semestre) para o estudante que não obtiver o rendimento mínimo para aprovação e com frequência mínima de 75 %. A atividade substitutiva substituirá todas as outras, sendo a nota obtida nesta a nota final do estudante.
Para ser aprovado na disciplina, cada aluno deverá cumprir os seguintes requisitos:
Frequência mínima de 75% nas aulas ministradas, a qual é verificada através de chamada oral;
Soma total das notas obtidas (nas diversas avaliações) ou a nota da avaliação substitutiva igual ou superior a 60 pontos de um total de 100 pontos.
BIBLIOGRAFIA
Básica
HAYT, W.H. Jr., BUCK, J.A. Eletromagnetismo. McGraw-hill, 8a Edição, 2012.
EDMINISTER, J. A. Eletromagnetismo. Coleção Schaum, Editora Bookman, 2 a Edição, 2006.
KRAUS, J.D. Electromagnetics, McGraw Hill, 1999.
Complementar
REITZ, J.R., MILFORD, F.J., CHRISTY, R.W. Fundamentos da Teoria Eletromagnética. Rio de Janeiro: Elsevier, 1982.
QUEVEDO, C.P. Eletromagnetismo. Edições Loyola. Rio de Janeiro, 1993.
COREN, R.L. Basic Engineering Electromagnetics. New York: Prentice-Hall International, 1989.
ULABY, F.T. Eletromagnetismo para Engenheiro. Porto Alegre: Bookman, 2007
GUIMARÃES, G.C.; VASCONCELOS, L. S, Apostila de Teoria e Exercícios Propostos de Eletromagnetismo, 2015.
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______
Coordenação do Curso de Graduação: _________________________
Documento assinado eletronicamente por Lorenco Santos Vasconcelos, Professor(a) do Magistério Superior, em 15/01/2024, às 08:47, 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 5101495 |