Programa de Unidade Curricular

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1 Programa de Unidade Curricular Faculdade Faculdade de Engenharia Licenciatura Engenharia Electrónica e Informática Unidade Curricular Teoria da Electricidade Semestre: 2 Nº ECTS: 6,0 Regente Rui Manuel Dias Ferreira Lima Assistente Carga Horária Lectiva Semanal Aulas Teóricas: 0 Aulas Teórico-práticas: 2 Orientação Tutorial: 1 Língua de Ensino Português Objectivos Gerais (até 500 caracteres) O principal objectivo consiste em apresentar as noções e o formalismo para o tratamento do Electromagnetismo, passando pela electrostática e magnetostática. Estabelecer as bases da teoria electromagnética como suporte às diferentes matérias do curso. Objectivos Específicos (até 500 caracteres) Definição experimental de carga eléctrica com a Lei de Coulomb. Electrostática. Considerações acerca do movimento de cargas no seio de um campo eléctrico. Fornecer uma base extensa sobre o electromagnetismo e estudar as leis fundamentais que descrevem os fenómenos que ocorrem nos dispositivos eléctricos. 1

2 Estudo do campo magnético, realçando a indução magnética e abordando algumas áreas de aplicação da teoria electromagnética. Competências a adquirir (até 500 caracteres) Calcular o Potencial e Campo Eléctrico criado por distribuições espaciais de carga. Aplicar a Lei de Gauss para determinar o campo eléctrico. Calcular a capacidade de um qualquer condensador. Inferir o campo magnético criado por uma corrente eléctrica. Projectar circuitos magnéticos. Metodologia de Ensino (até 250 caracteres) As aulas teórico-práticas são realizadas com o apoio de projectores multimédia com acesso às novas tecnologias de informação ao serviço da electricidade. Nas aulas de orientação tutória serão propostos exercícios para serem resolvidos pelos alunos. Programa da Unidade Curricular / Conteúdo programático (até 2750 caracteres) 1. Elementos de cálculo vectorial 1.1. Campos 1.2. Características dos campos vectoriais 1.3. O vector gradiente de uma grandeza escalar 1.4. O operador Nabla 1.5. Potencial 1.6. Divergência de um vector 1.7. Teorema de Green-Ostrograsdski 1.8. Rotacional de um vector 1.9. Teorema de Stokes Potencial vector 2. Campo eléctrico estacionário 2.1. Carga eléctrica 2.2. Lei de Coulomb 2.3. Campo eléctrico 2.4. O potencial eléctrico 2.5. Relação entre o campo eléctrico e o gradiente de potencial 2.6. Lei de Gauss 2.7. A divergência do campo eléctrico 2.8. Rotacional do campo electrostático 2.9. Equação de Poisson e Laplace Definição do vector deslocamento eléctrico no vazio Exemplo prático da determinação do campo eléctrico devido a uma distribuição uniforme de cargas 2

3 3. Condutores, dieléctricos e capacidades 3.1. Condutores e isoladores 3.2. Estudo geral dos condutores carregados 3.3. Campo eléctrico criado por condutores carregados 3.4. Dieléctricos 3.5. Capacidades e condensadores 4. Corrente eléctrica estacionária nos sistemas espaciais 4.1. Corrente e densidade de corrente 4.2. Intensidade de campo 4.3. Lei de Ohm 4.4. Equação da continuidade para a corrente 4.5. Leis de Kirchhoff para os campos de correntes 4.6. Lei de Joule 4.7. Condições de fronteira em meios com condutividades diferentes 4.8. Capacidade e resistência de isolamento 5. Campo magnético criado por correntes 5.1. Forças em campos eléctricos não estacionários 5.2. Magnetostática 5.3. Lei de Laplace 5.4. Lei de Biot-Savart 5.5. Algumas propriedades do campo magnético 5.6. Coeficientes de indução mútua e indução própria 6. Campo magnético 6.1. Magnetismo 6.2. Intensidade de campo magnético 6.3. Condições de fronteira entre meios com permeabilidades diferentes 6.4. Curvas de magnetização. Histerese 6.5. Circuitos magnéticos 6.6. Potencial escalar magnético 7. Campo magnético variável no tempo 7.1. Força electromotriz de indução 7.2. Lei de Faraday 7.3. Forma diferencial da lei de Faraday 7.4. Fenómenos de indução magnética 7.5. Potencial vector campo magnético 7.6. Expressão geral do campo eléctrico Bibliografia Principal (duas obras) VILLATE, Jaime E. 3

4 Título Eletromagnetismo 1.ª ed. Portugal McGraw-Hill 1999 PURCELL, Edward M. Título Electricity and Magnetism 2.ª ed. Portugal McGraw-Hill

5 Bibliografia Complementar (duas obras) HAYT, William H Título Engineering Electromagnetics 5.ª ed. Portugal McGraw-Hill 2001 WENTWORTH, Stuart M. Título Fundamentals of Electromagnetics with Engineering Applications 2.ª ed. English John Wiley and Sons 2004 Metodologia de Avaliação Contínua / Elementos relevantes (até 500 caracteres) Regime geral de avaliação de conhecimentos e trabalhos realizados pelos alunos. 5

6 Recursos Didácticos (até 2750 caracteres) Os alunos tem acesso ao laboratório de Física e Electricidade, onde podem desenvolver os seus programas/trabalhos e aplicar os conceitos apreendidos, sendo considerada a classificação obtida na nota de avaliação final. Os principais recursos para esta unidade curricular estão disponíveis em: Palavras-chave (escolha 4 palavras que identifique a unidade curricular e o seu conteúdo) Electricidade Magnetismo Electromagnetismo Energia 6