UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO: 2012/01

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO: 2012/01 DISCIPLINA: ENG TEORIA ELETROMAGNÉTICA E ONDAS Créditos: 4 Professores: LIANE LUDWIG LODER (Regente), ROGER PIZZATO NUNES. Carga horária da disciplina: 4 horas Pré-requisitos: FIS01183 FÍSICA III C; MAT01168 MATEMÁTICA APLICADA Horário: U Segunda 17h30min (Sala 304-Delet) Quarta 17h30min (Sala 304-Delet) SÚMULA: Eletromagnetismo, equações de Maxwell, técnicas matemáticas para determinação de campos eletromagnéticos. Ondas Eletromagnéticas Curso: ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO OBJETIVOS DA DISCIPLINA: Objetivos gerais: Estudar os conceitos básicos associados ao eletromagnetismo. Desenvolver as principais técnicas de cálculo de campos eletromagnéticos. Fundamentar os conceitos básicos associados à geração e propagação de ondas eletromagnéticas. Objetivos específicos: estudo dos fenômenos de eletrização, polarização e magnetização de materiais; estudo da geração de campos elétricos e magnéticos, estáticos e dinâmicos; estudo da geração e da propagação de ondas eletromagnéticas no meio livre, em linhas de transmissão e cabos óticos; estudo da interferência e da compatibilidade eletromagnéticas. PROCEDIMENTO DIDÁTICO: As atividades is desta disciplina serão desenvolvidas através de Aulas Expositivas e Seminários durante os quais a discussão da matéria será acompanhada da resolução de problemas e da análise de situações da prática da engenharia elétrica. Sempre que possível, será demandado o protagonismo dos Alunos nas ações em sala de aula. SISTEMA DE AVALIAÇÃO: Serão realizadas quatro Provas Teóricas (PT 1, PT 2, PT 3 e PT 4 ). A Média Final do semestre (MF semestre ) será obtida por: MF semestre = (PT 1 + PT 2 + PT 3+ PT 4 )/4 O aluno será considerado APROVADO no caso de MF semestre 6 e freqüência 75%. O conceito atribuído ao final da disciplina seguirá a tabela, a seguir: MF < 6,0 D 6,0 MF < 7,5 C 7,5 MF < 9,0 B 9,0 MF 10,0 A Freqüência insuficiente FF

2 O aluno será considerado REPROVADO no caso de MF (Média Final) < 6,0 ou frequência < 75%. EM RECUPERAÇÃO: 1. Não atingindo nenhuma das condições acima, o aluno poderá recuperar a pior nota de Prova Teórica através de uma prova substitutiva na área de conhecimento respectiva Prova de Recuperação Parcial (PRP), a ser realizada ao final do semestre. A Média Final, nesse caso, segue a regra adotada anteriormente. 2. Se, mesmo com essa Prova de Recuperação Parcial, não houver nota suficiente para a aprovação, o Aluno poderá realizar Exame Final (EF), prova teórica abrangendo todo o programa da disciplina. A Média Final, nesse caso, será dada pela média aritmética entre a Média Final do Semestre (MF semestre ) e a nota do Exame Final, conforme mostra o quadro, a seguir. MF = 0,5 x MF semestre + 0,5 x EF Faltas por motivo de doença deverão ser comunicadas pelo aluno à junta médica da UFRGS até 72 horas depois de ocorridas. Pelas regras da Universidade, o professor só deverá aceitar dispensas autorizadas pela junta médica da UFRGS. ATENDIMENTO EXTRA-CLASSE: 1. A professora Liane estará à disposição dos alunos na sua sala (302 no Delet). Para contatos, ligar para: ou enviar mensagens para o endereço lianeludwig@ufrgs.br 2. O professor Roger disponibilizará aos alunos um horário de atendimento extraclasse, o qual ocorrerá lmente às sextas-feiras das 11 horas às 12 horas, na sala 114A. O endereço eletrônico de contato é roger.pizzato@ufrgs.br. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA: 1. BÁSICA: PAUL, Clayton R., Eletromagnetismo para Engenheiros. LTC, Rio de Janeiro, COMPLEMENTAR: 2.1 SADIKU, Matthew N. O., Elementos de Eletromagnetismo. Bookman, Porto Alegre, EDMINISTER, Joseph. Eletromagnetismo. Coleção Schaum. McGraw-Hill, (reeditado pela Bookman em 2006). 2.3 KRAUS, John D., CARVER, Keith R., Eletromagnetismo, Ed. Guanabara, KRAUS, John D., FLEISCH, Daniel A. Electromagnetics with apllications, McGraw-Hill International Editions, Electrical Engineering Series. 2.5 HAYT Jr., William H., Eletromagnetismo, Livros Técnicos e Científicos Editora S. A., HOOLE, S. Ratnajeevan. A modern short course in Engineering Electromagnetics LORRAIN, Paul; CORSON, Dale R., Eletromagnetic Fields and Waves, W. H. Frieman Co., RAMO, Simon, WHINNERY, John R., VAN DUZER, Theodore, Fields and Waves in Communication Eletronics, John Wiley and Sons Inc., OBS: Todos os livros, indicados como bibliografia complementar, se encontram à disposição dos alunos na Biblioteca da Escola de Engenharia.

3 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO E PROFESSOR RESPONSÁVEL PELO TEMA: 1. INTRODUÇÃO Prof.ª LIANE 1.1 Apresentação da disciplina, Metodologia de Trabalho, Critérios de Avaliação, Cronograma. 2. REVISÃO Prof.ª LIANE 2.1 Álgebra vetorial: Soma e subtração de vetores. Multiplicação de vetor por um escalar. Multiplicação entre vetores: produto escalar e produto vetorial. 2.2 Sistemas de Coordenadas: Coordenadas cartesianas ortogonais. Coordenadas cilíndricas. Coordenadas esféricas. Superfícies de coordenada constante. 2.3 Cálculo vetorial: Comprimento, área e volume diferenciais. Integrais de linha, de superfície e de volume. Operadores vetoriais: gradiente, divergente, rotacional. Laplaciano de um escalar. 3. CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS ESTÁTICOS Prof.ª LIANE 3.1 Campos Eletrostáticos 3.1.1Lei de Coulomb; Campo Elétrico de distribuições contínuas de carga; Fluxo Elétrico e Vetor Densidade de Fluxo; Lei de Gauss da Eletrostática; Potencial Elétrico; Equações de Laplace e de Poisson; 3.2 Campos Elétricos em Meio Material Condutores e Dielétricos; Resistência e Capacitância; Densidade de Energia em campos eletrostáticos. 3.3 Campos Magnetostáticos Lei de Biot-Savart; Lei de Ampère; Fluxo Magnético e Densidade de Fluxo Magnético; Lei de Gauss da Magnetostática; Potenciais Magnéticos: escalar e vetorial; 3.4 Forças, materiais e dispositivos magnéticos Indutores e indutâncias; Circuitos magnéticos. 4. CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS VARIANTES NO TEMPO Prof.ª LIANE 4.1 Campos Eletromagnéticos 4.1.1Lei de Faraday; Corrente de Deslocamento; Lei de Ampère-Maxwell; Equações de Maxwell; Potenciais variáveis no tempo; Campos harmônicos no tempo. 5. PROPAGAÇÃO DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS (OEM) Prof.ª LIANE 5.1 Propagação de OEM plana no espaço livre a equação de Friis; 5.2 Propagação de OEM plana em bons condutores; 5.3 Potência e Vetor de Poynting; 5.4 Reflexão de uma OEM plana com incidência normal e com incidência oblíqua.

4 6. LINHAS DE TRANSMISSÃO (LT s) Prof. ROGER PIZZATO NUNES 6.1 Tipos e parâmetros associados; 6.2 Modelo a parâmetros distribuídos; 6.3 Excitação harmônica; 6.4 Excitação no domínio do tempo; 6.5 Calculadores; 6.6 Modelo aproximado a parâmetros concentrados; 6.7 Aplicações. 7. GUIAS DE ONDAS (GO s) Prof. ROGER PIZZATO NUNES 7.1 Tipos; 7.2 O guia de onda retangular; 7.3 Aplicações. 8. ANTENAS Prof. ROGER PIZZATO NUNES 8.1 Potenciais retardados; 8.2 O dipolo de Hertz; 8.3 Aplicações. CRONOGRAMA DE ATIVIDADES Quadro Resumo: 1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 05 e e e e e e e e 25 APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA. Revisão: 1. Álgebra de vetores; 2. Representação espacial de vetores nos sistemas de coordenadas cartesiano, esférico e cilíndrico; 3. Operadores escalares e vetoriais. ELETROSTÁTICA - Campos Eletrostáticos: Lei de Coulomb, Lei de Gauss, Relação entre Potencial e Campo Elétrico. Aplicação: Eletricidade estática: Descargas elétricas atmosféricas e formas de prevenção. ELETROSTÁTICA: Dipolo elétrico, fluxo elétrico, dielétricos, polarização, capacitância, densidade de energia, divergente da densidade de fluxo elétrico. Equações de Laplace e de Poisson, campos elétricos em meio material. Aplicação: Outras aplicações de Eletricidade estática. MAGNETOSTÁTICA Corrente elétrica estacionária, lei de Biot-Savart, fluxo magnético, campo magnético, lei de Ampère. Aplicação: Efeito Hall e medida de campos magnéticos. MAGNETOSTÁTICA Indutores e indutâncias; circuitos magnéticos, energia magnética, potencial escalar magnetostático, potencial vetor magnético. Indutores e indutâncias. Circuitos magnéticos. Aplicação: Levitação magnética. Introdução ao ELETROMAGNETISMO Lei de Faraday, teorema de Stokes, efeito transformador, correntes parasitas. Aplicação: Frenagem eletromagnética. 1ª AVALIAÇÃO: CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS VARIANTES NO TEMPO: Correntes de condução e de deslocamento; Leis de Maxwell. CAMPOS ELETROMAGNÉTICOS VARIANTES NO TEMPO: Ondas Eletromagnéticas (OEM). Equação de onda.

5 9ª 10ª 11ª 12ª 13ª 14ª 15ª 16ª 17ª 18ª 19ª e e e e e e e e e 04 JUL 09 e 11 JUL ONDAS ELETROMAGNÉTICAS: Vetor de Poynting e Equação de Friis, OEM em meio condutor - efeito Pelicular. Aplicação: Projeto de um rádio-enlace via satélite. 2ª AVALIAÇÃO: LINHAS DE TRANSMISSÃO. Tipos e parâmetros associados. Modelo a parâmetros distribuídos. LINHAS DE TRANSMISSÃO. Excitação harmônica. Excitação no domínio do tempo. SEMANA ACADÊMICA LINHAS DE TRANSMISSÃO. Calculadores. Modelo aproximado a parâmetros concentrados. LINHAS DE TRANSMISSÃO. Aplicações. 3ª AVALIAÇÃO: GUIAS DE ONDAS. Tipos. O guia de onda retangular. GUIAS DE ONDAS. Aplicações. ANTENAS. Potenciais retardados. O dipolo de Hertz. ANTENAS. Aplicações. 4ª AVALIAÇÃO: 04 JUL 2012 PROVA DE RECUPERAÇÃO: 09 JUL 2012 EXAME FINAL: 11 JUL 2011

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