UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Instituto de Física

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Experimental de Física Básica: Eletricidade e Magnetismo

Unidade Ofertante:

Instituto de Física

Código:

INFIS39004

Período/Série:

3o

Turma:

  

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

0

Prática:

30

Total:

30

Obrigatória:

(X)

Optativa:

( )

Professor(A):

Raimundo Lora Serrano

Ano/Semestre:

2022/1

Observações:

Semestre compreendido entre setembro de 2022 e fevereiro de 2023

 

EMENTA

Multímetro; circuitos elétricos; geração de eletricidade por atrito; contato e indução; campo elétrico; indução eletrostática; potencial elétrico; capacitores e dielétricos; campo magnético; lei de Ohm e ponte de Wheatstone; força eletromotriz e resistência interna de uma fonte; resistor não-ohmico; campos magnéticos produzidos por correntes; interações eletromagnéticas; lei de Faraday; indutância

JUSTIFICATIVA

Os conceitos abordados são essenciais na formação do profissional dos cursos de graduação da Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU. As bases de todo ciclo básico de física para cursos da área das Ciências Exatas e Engenharias são sustentadas, fundamentalmente, pela mecânica newtoniana e o Eletromagnetismo. Isso justifica a presença da disciplina Experimental de Física Básica: Eletricidade e Magnetismo nos PPCs dos cursos de graduação da Faculdade de Engenharia Elétrica da UFU. Ela foca em diferentes aplicações experimentais dos conteúdos da disciplina teórica Física Básica: Eletricidade e Magnetismo. A saber, eletrostática, magnetostática e o princípio de indução eletromagnética e suas aplicações.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Uso do método científico a fim de constatar, experimentalmente, as leis do Eletromagnetismo, verificando as possíveis discrepâncias entre teoria e prática.

Objetivos Específicos:

Espera-se que, ao final da disciplina, o(a) discente seja capaz de utilizar as ferramentas experimentais esudadas 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. Deverá adquirir habilidades para utilizar os conhecimentos de Eletrostática e Física Moderna na modelagem e resolução de problemas de natureza física.

  • Aplicação experimental dos conceitos básicos de eletrostática: carga elétrica, campo elétrico, potencial elétrico, e suas aplicações. Aprender ferramentas para a determinação de campos elétricos produzidos por diferentes distribuições de cargas ou, conhecendo o potencial elétrico, determinar a intensidade do campo elétrico e/ou a distribuição de cargas que o criou. Isso é feito dentro do chamado regime de equilíbrio eletrostático.

  • Aplicação experimental dos 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).

  • Aplicação experimental dos conceitos básicos da lei de indução de Faraday, da força eletromotriz induzida (fem) e das equações de Maxwell, que governam a teoria eletromagnética.

PROGRAMA

1. Multímetro como ohmímetro- multímetro como amperímetro, multímetro como voltímetro.

2. Circuitos elétricos.

3. Medidas de resistências, correntes e tensão nos elementos deste circuito.

4. Carga e matéria, eletrização por atrito, contato e indução.

5. Condutores e isolantes, o gerador eletrostático, campo elétrico, linhas de força do campo elétrico.

6. Campo uniforme, relação entre campo elétrico e a distância.

7. Ação de um campo elétrico sobre um condutor isolado.

8. Separação de cargas induzidas, carga no interior de um condutor.

9. Poder das pontas, indução eletrostática.

10. Campo elétrico uniforme.

11. Superfícies equipotências e campo elétrico de várias distribuições de cargas.

12. Descarga de um capacitor, curva característica de descarga de um capacitor.

13. Características de um circuito RC através do osciloscópio.

14. As experiências de Faraday, verificação experimental de um problema técnico.

15. Experiência de Oersted, espectro magnético, ação magnética sobre uma corrente elétrica.

16. Torque sobre uma espira de correntes.

17. Potencial elétrico e correntes elétrica num resistor.

18. Ponte de Wheatstone, f.e.m. e d.d.p. , resistências internas de fontes, curvas características (v x i) de

fontes e receptores, resistor não ohmico.

19. Campo magnético de uma corrente e de ímãs.

20. Determinação do campo magnético produzido um ímã.

21. Galvanômetro das Tangentes, campo magnético de uma bobina, ação de uma bobina sobre radiação

eletrônica, ação entre bobinas, relação entre campo magnético e número de espiras, ação de um solenóide

sobre o ferro.

22. Princípio de amperímetro de ferro móvel, força eletromotriz induzida em uma bobina.

23. Segunda experiência de Faraday, sentido de corrente induzida.

24. Tensão induzida observada através do oscilógrafo.

25. Transformador, anel de Thonson, alternador como campo magnético permanente.

26. Corrente de Foucault, freio magnético, auto-indução, sentido da corrente auto-induzida

 

METODOLOGIA

As aulas serão divididas em duas etapas, sendo a primeira uma breve explicação sobre a montagem experimental e análise dos resultados e a segunda a realização do experimento pelos discentes. Os relatórios científicos serão entregues pelos grupos em data combinada previamente com o professor, considerando um tempo hábil para a redação do relatório científico em forma de artigo.

As 4 horas/aula restantes para completar 36 horas/aula neste semestre com 16 sextas-feiras (2x16= 32 horas /aula) serão ministradas de forma assíncronas com atividades e desenvolvimento de problemas relacionados ao experimentos.

 

AVALIAÇÃO

O rendimento acadêmico (PM) será aferido através de relatórios científicos (Rn)  e de duas avaliações (P1 e P2). A composição da nota final (PM) será dada por 50% da média aritmética dos relatórios e 50% da média aritmética das duas avaliações. Todas as notas tem valor dentre 0 e 100 pontos. Nas condições explicitadas pela Resolução CONGRAD N° 46/2022, de 28/03/2022, a disciplina contará com uma Avaliação de Recuperação (Prova PR). Em caso de realização da Avaliação de Recuperação pelo(a) discente, sua nota final (PFINAL) será dada pela média aritmética ente PM e PR. Todas as provas valerão entre 0 e 100 pontos.

PM = 0,5*Média dos relatórios + 0,5*Média das provas 

Em caso de Avaliação de Recuperação:
PFINAL=(PM+PR)/2

Se PFINAL < 60 → Reprovado!
Se PM ou PFINAL≥ 60 → Aprovado!

Atendimento Extraclasse: 1 hora semanal em horário a combinar com os(as) discentes.

 

BIBLIOGRAFIA

Básica

ALONSO MARCELO, EDWARD J. FINN. Física: um curso universitário. Vol. 2 – Campos e Ondas. 13ª ed. Ed. Edgar Blucher, São Paulo, 2007.
FRANCO , E. V. - Física Experimental 2 - Eletrostática e Eletromagnetismo, UFU, 1980

HALLIDAY, DAVID, RESNICK, ROBERT, WALKER, JEARL. Fundamentos de Física - vol. 3. 8ª ed. Rio de Janeiro: Editora Livros Técnicos e Cienơficos - LTC LTC, 2009.

KELLER, F. J.; GETTYS W. E.; SKOVE, M. J., Física Volume 2 , 2. Ed., Editora Makron Books do Brasil Ltda, São Paulo 1999.

TIPLER, PAUL, A Física; para cienƟstas e engenheiros - v.3. 3.ed Rio de Janeiro: LTC, c1995.

Complementar

BOYLESTAD, R. L., Introdução à Análise de Circuitos, 10ª edição, Perason Printice Hall, 2004;

CHIQUETTO, MARCOS, VALENTIM, BARBARA, PAGLIARI, ESTEFANO. Aprendendo Física - v.3. São Paulo: Scipione, 1996.

COREN, R.L. Basic Engineering Electromagnetics, Prentice-Hall International Editions, New York, 1989.

FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY JR, C.; UMANS, S. D. Máquinas Elétricas: com introdução à eletrônica de potência. 6. ed. Bookman, 2006. FRANCHI, Claiton Moro. Acionamentos Elétricos. 4. ed. 2. reimp. São Paulo: Érica, 2008.

HALLIDAY, DAVID, RESNICK, ROBERT, WALKER, JEARL.. Fundamentos de Física - v.3. 4.ed.ed. Rio de Janeiro: LTC, 1993.

HAYT, W.H. E BUCK, J. Eletromagnetismo, McGraw-Hill Brasil, 2008

KINDERMANN, G. Proteção contra Descargas Atmosféricas em Estruturas Edificadas. 3. ed. modificada e ampliada. Florianópolis, SC: Universidade Federal de Santa Catarina, EEL, LabPlan. 2003.

NISKIER, Júlio; MACINTYRE, A J. Instalações Elétricas. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.
 

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 14/09/2022, às 17:44, 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 23117.058216/2022-76 SEI nº 3920633