Universidade Federal de Minas Gerais Colégio Técnico. Plano de Ensino. Ano: 2015

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1 Plano de Ensino Disciplina: Carga horária total: Eletrônica Industrial 133,3h Ano: 2015 Curso: Eletrônica Regime: Anual Série: 3 a Observação: Carga Horária Semanal Total Teórica: (horas aula por semana) 2 Carga Horária Semanal Total Prática: (horas aula por semana) 2 Número de Semanas da Disciplina 40 Em caso da disciplina ter menos de 40 semanas, justifique brevemente o motivo: - Disponibiliza Material no Moodle? (SIM/NAO) NÃO Usa algum site na Web? (indicar site ou dizer não) Uso Grupo em redes sociais para envio de tarefas, orientações aos alunos, envio de material, etc. Professor em 2015 Eduardo Fernandes Barbosa Tel. Pessoal e ramal Sala do professor 235 Horário de atendimento dos alunos marcar no SAE Professor em Tel. Pessoal e ramal - Sala do professor - - Horário de atendimento dos alunos - -

2 Ementa: Universidade Federal de Minas Gerais Esta disciplina tem por finalidade propiciar aos alunos o conhecimento básico sobre dispositivos, circuitos, sistemas e aplicações de Eletrônica, com ênfase em circuitos retificadores, reguladores de tensão lineares e não lineares, processamento de sinais analógicos, aplicações básicas de dispositivos semicondutores operando como elementos lineares e não lineares, conversão da energia e técnicas de projeto e análise de circuitos eletrônicos. Unidades de ensino: 1. Dispositivos Eletrônicos básicos derivados da junção PN características e aplicações: diodo retificador; zener; LED, Fotodiodo; retificadores; filtros; reguladores de tensão com zener; circuitos limitadores e modificadores de forma de onda; 2. Transistor bipolar e aplicações em Eletrônica Industrial: transistor de junção e seus parâmetros; funcionamento na região linear e não linear. Aplicações em fontes reguladas lineares; Projeto de fontes reguladas lineares; 3. Análise de circuitos com transistores: modelo equivalente de CC e CA; modos de operação; projeto de amplificadores de pequenos sinais; análise de amplificadores. Amplificadores de potência; classe de amplificadores A, AB, C e D. 4. Dispositivos semicondutores de controle de potência: conversores de energia; transistor de potência; SCR e TRIAC; características, operação e parâmetros; formas de comando e proteção; 5. Retificadores controlados: circuitos, análise de formas de onda; determinação das tensões de saída; técnicas de comando; retificadores polifásicos controlados e não controlados; aplicações. 6. Fontes de alimentação chaveadas: princípio de funcionamento; configurações típicas; componentes para fontes chaveadas; circuitos de controle e proteção. 7. Tópicos especiais: abordagem de novas tecnologias e dispositivos em Eletrônica Industrial; pesquisas em eletrônica industrial; novas aplicações, projetos e análises de sistemas, e tópicos de interesse para os objetivos do curso. (Total de 40 sessões teóricas de 2 aulas = 80 horas-aula) Metodologia: Nesta disciplina 50% das aulas são teóricas e 50% são práticas, com aplicação da seguinte metodologia: 1. Aulas Teóricas: 2 aulas por semana para toda a turma, com sessões expositivas, discussões em grupos, exercícios de revisão, realização e apresentação de trabalhos de pesquisa e desenvolvimento térico-experimentais. 2. Aulas de Laboratório: 2 aulas por semana por subturma, com realização de montagens e atividades práticas relacionadas com tópicos da teoria. 3. Exercícios de revisáo: serão programados ao longo do curso, para serem, realizados durante o horário de aula e extra-classe 4. Projetos: em função das condições e oportunidades, serão desenvolvidos projetos em pequenos grupos, a serem apresentados para toda a turma.

3 5. Avaliação da Aprendizagem Será feita levando-se em conta o desempenho do aluno nos exercícios em aula; participação e atitude nas aulas de laboratório; avaliações individuais; trabalhos e projetos realizados e apresentados; participação nas atividades desenvolvidas dentro e fora de aulas teóricas ou práticas; e da contribuição do aluno para aprendizagem geral da turma. Objetivos: A disciplina tem por objetivos:: Familiarizar os alunos com os parâmetros e principais características de funcionamentos de dispositivos eletrônicos, suas principais aplicações e métodos e técnicas de projeto e análise de circuitos típicos. Capacitar o aluno no conhecimento de aplicações básicas de dispositivos semicondutores, tais como: circuitos retificadores, filtro a capacitor, fontes de alimentação reguladas lineares e não lineares, amplificador de pequenos sinais e de potência, o transistor como elemento de comutação. Habilitar o aluno no uso correto de instrumentação e equipamentos básicos de laboratório, tais como: multímetros analógicos e digitais, geradores de sinal, frequencímetro, capacímetro, osciloscópio, fontes de alimentação, etc. Favorecer que o aluno adquira bons hábitos de trabalho em equipe e no ambiente de laboratório e oficina eletro-eletrônica. Ensinar aos alunos as técnicas básicas de análise e projeto de circuitos e sistemas eletrônicos com dispositivos discretos e integrados. Habilidades e/ou Conceitos Esperados: Formação de habilidades básicas no projeto e análise de circuitos analógicos usando dispositivos semicondutores. Formação de competências no uso de instrumentação de laboratório para análise de circuitos. Habilidade para o trabalho em equipe Habilidade na busca de informações contextualizadas a partir de pesquisa na Internet Pré-requisitos: Conteúdos abordados nesta disciplina dependem principalmente de raciocínio lógico-matemático, dos conceitos básicos da Física (eletricidade), capacidade de abstração. Suas aulas práticas demandam relatórios com estrutura padrão, desenhos, tabelas, planilhas, gráficos, análises estatísticas simples. Conhecimento de língua inglesa Conhecimento de princípios físicos de indução eletromagnética, resistividade, potência e energia Capacidade de síntese e clareza na exposição de um argumento. As disciplinas que servem de base para a Microinformática são: Física, Eletrotécnica e Introdução à Eletrônica

4 Recursos: Para as aulas teóricas serão utilizadas salas de aula convencionais com quadro brando e projetor de multimídia. Serão utilizadas listas de exercícios de revisão para fixação de conceitos e avaliação progressiva da aprendizagem. Para as aulas práticas, é utilizado um Laboratório com instrumentação específica, protoboards, cabos, componentes eletrônicos e acessórios para montagens, testes e ensaios. Como instrumentação básica de bancada, cada grupo de alunos tem à disposição: um osciloscópio, uma fonte de alimentação regulada, um multímetro, um gerador de sinais e ferramentas básicas de laboratório de Eletrônica. Avaliação: As avaliações são feitas ao longo do cuso, por meio de sessões de perguntas e respostas, exercícios de avaliação da aprendizagem, provas, trabalhos de laboratório, projetos, e outros elementos como a participação nas aulas teóricas e práticas. São distribuídos 100 pontos no ano. Nos três trimestres são distribuídos, respectivamente: 30 pontos, 35 pontos e 35 pontos. Os alunos que conseguirem 60 pontos ou mais são considerados aprovados na disciplina. Tópicos do Programa de Aulas Teóricas e carga horária (em min/tópico) I. Dispositivos Eletrônicos básicos derivados da junção PN características e aplicações: diodo retificador; zener; LED, Fotodiodo; retificadores; filtros; reguladores de tensão com zener; circuitos limitadores e modificadores de forma de onda; [500 min] II. Transistor bipolar e aplicações em Eletrônica Industrial: transistor de junção e seus parâmetros; funcionamento na região linear e não linear. Aplicações em fontes reguladas lineares; Projeto de fontes reguladas lineares; [400 min] III. Análise de circuitos com transistores: modelo equivalente de CC e CA; modos de operação; projeto de amplificadores de pequenos sinais; análise de amplificadores. Amplificadores de potência; classe de amplificadores A, AB, C e D. [400 min] IV. Dispositivos semicondutores de controle de potência: conversores de energia; transistor de potência; SCR e TRIAC; características, operação e parâmetros; Comando e proteção; [500 min] V. Retificadores controlados: circuitos, análise de formas de onda; determinação das tensões de saída; técnicas de comando; retificadores polifásicos controlados e não controlados; aplicações. [500 min] VI. Fontes de alimentação chaveadas: princípio de funcionamento; configurações típicas; componentes para fontes chaveadas; circuitos de controle e proteção. [300 min] VII. Tópicos especiais: abordagem de novas tecnologias e dispositivos em Eletrônica Industrial; pesquisas em eletrônica industrial; novas aplicações, projetos e análises de sistemas, e tópicos de interesse para os objetivos do curso. [200 min] VIII. Aulas reservadas para exercícios, trabalhos práticos, projetos e avaliações [1200 min] Total = 4000 minutos = 80 aulas de 50min

5 Tópicos do Programa de aulas práticas de Laboratório: 1. Características dinâmicas dos diodos de junção: curva I x V; tempo de recuperação reversa (1) 2. Projeto e montagem de um conversor de onda triangular em senoidal (2) 3. Circuitos detectores de pico e dobrador de tensão (1) 4. Circuitos de aplicação de diodos de junção: projeto e montagem de um triplicador e quadruplicador de tensão (1) 5. Regulação de tensão com diodo zener: projeto e montagem de um circuito regulador (1) 6. Fontes reguladas lineares: projeto e montagem de uma fonte com transistor regulador série e zener (2) 7. Projeto e montagem de uma fonte com transistor regulador série e transistor como comparador de tensão. (1) 8. Projeto e montagem de uma fonte com transistor e amplificador operacional como comparador de tensão. (1) 9. Regulação de tensão por modulação da largura de pulso (PWM): princípio de funcionamento usando Amp Op (1) 10. Regulação de tensão com regulador chaveado PWM integrado (série 3524) (1) 11. Montagem do circuito de teste geral do PWM integrado (série 3524) (1) 12. Avaliação prática parcial (1) 13. Projeto e montagem de uma fonte com regulador PWM (2) 14. Amplificadores em EC: ganhos de tensão com e sem capacitor de emissor (1) 15. Faixa de passagem em amplificadores de baixa freqüência (1) 16. Projetos sobre tópicos especiais em Eletrônica Industrial e aplicações (3) 17. Amplificadores de potência classe AB, par complementar: rendimento, distorção e faixa de passagem (1) 18. Amplificadores de potência de áudio casse D: análise da configuração e projetos para pequenas potências (2) 19. Avaliação prática parcial (1) 20. Dispositivos semicondutores de potência: circuitos de comando liga/desliga para o SCR (1) 21. Circuito de disparo para o SCR: projeto e montagem de disparadores com amplificador operacional (2) 22. Projeto e montagem de um controle de fase em meia onda com SCR (1) 23. Projeto e montagem de um controle de fase em onda completa com SCR (1) 24. Projeto e montagem de um controle de fase em onda completa com TRIAC (1) 25. Retificadores trifásicos de meia onda com diodos (1) 26. Retificadores trifásicos de onda completa com diodos (1) 27. Retificadores hexafásicos de meia onda com diodos (1) 28. Controle de motores de corrente contínua com semicondutores de potência (1) 29. Controle de motores de corrente alternada com semicondutores de potência (1) 30. Projetos sobre tópicos especiais em Eletrônica de Potência e aplicações (2) 31. Projetos de escolha dos alunos para o Dia da Amizade (3) 32. Avaliação prática final (1) (1) = Aula de laboratório de 100 minutos (2) = 2 aulas de laboratório de 100 minutos cada = 200 minutos (3) = 3 aulas de laboratório de 100 minutos cada = 300 minutos Total = 40 sessões práticas de 2 aulas (100 min) = 4000 minutos = 40 aulas de 50 min

6 Bibliografia básica: Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos; Robert Boylestad Editora: Prentice-Hall Eletrônica de Potência; José Luiz Antunes; Editora Érica. Sites selecionados na Internet (serão fornecidos no decorrer do curso) Textos específicos desenvolvidos durante o curso Roteiros de aulas de Laboratório de Eletrônica Industrial Revistas eletrônicas especializadas