Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Ciências Exatas e da Computação: ECEC. DISCIPLINA: Eletricidade e Eletrônica CÓDIGO: MAF 1292

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1 Pontifícia Universidade Católica de Goiás Escola de Ciências Exatas e da Computação: ECEC DISCIPLINA: Eletricidade e Eletrônica CÓDIGO: MAF 1292 CRÉDITOS: 06 CURSOS: Engenharias, Física e Química ANO: 2018/1 CARGA HORÁRIA: 120 ha Professor: Ms. Renato Medeiros 1. EMENTA Correntes elétricas estacionárias. Campos magnéticos. Indução Eletromagnética. Correntes elétricas variáveis. Teorema de Thevenin e Norton, Diodos semicondutores, Aplicações dos diodos, Fontes de tensão, Transistores bipolares de junção, Modelo do transistor TBJ, Amplificadores operacionais 2. OBJETIVO GERAL Estudar as leis da eletricidade e do magnetismo. Estudar os princípios de funcionamento dos dispositivos elétricos/eletrônicos utilizados nos circuitos elétricos básicos de interesse para a área de Ciências exatas. Desenvolver a eletrônica ao nível básico, dando suporte para disciplinas posteriores do curso. 3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Através da compreensão das leis do eletromagnetismo capacitar o estudante a compreender os fenômenos elétricos e magnéticos, bem como as propriedades de resistência elétrica, capacitância e indutância e seus dispositivos elétricos associados. Trabalhar com circuitos resistivos e capacitivos ligados a fontes de corrente contínua e alternada. Estudar as propriedades dos materiais condutores e isolantes e materiais magnéticos. Proporcionar ao aluno após o término de cada unidade do programa: a) entender os princípios fundamentais dos dispositivos semicondutores; b) conhecer algumas aplicações básicas dos diodos, transistores e outros dispositivos eletrônicos. 4. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO 4.1 Capacitores e Dielétricos. Capacitância. Capacitância de um capacitor de placas paralelas. Associação de Capacitores. Energia armazenada num campo elétrico. Capacitor com um dielétrico. 4.2 Corrente elétrica estacionária e dispositivos. Corrente e Resistência Elétrica.

2 Corrente e densidade de corrente. Resistência e resistividade elétrica. A lei de Ohm. Transferência de energia num circuito elétrico. 4.3 Circuitos Elétricos Força eletromotriz. O cálculo da corrente em circuitos de malha única. Resistências em série. Circuitos de mais de uma malha (Leis de Kirchhoff). Resistências em paralelo. Instrumentos de medidas de corrente e de diferença de potencial. Circuito RC. 4.4 Campo magnético devido à corrente elétrica. Campo magnético devido a um fio longo. A Lei de Ampère. Linhas de força. Interação entre dois condutores paralelos. Lei de Biot-Savart (campo de um fio finito, campo no centro de uma espira de corrente e devido a fios curvos). 4.5 Eletromagnetismo As experiências de Faraday. A lei da indução de Faraday. A lei de Lenz. Gerador de corrente alternada. Corrente elétrica alternada em um circuito resistivo. Indutância. Cálculo da auto indutância de um solenóide. O circuito RL. Energia armazenada em um magnético. 4.6 Tipos de fontes- Fonte de tensão; fonte de corrente; teorema de Thevenin; Teorema de Norton; defeitos; dispositivos abertos e curto circuito. 4.7 Modelos atômicos- Modelos atômicos,; isolantes; condutores e semicondutores; semicondutores intrínsecos; semicondutores extrínsecos; formação dos diodos; camada de depleção; polarização dos diodos. 4.8 Diodos Retificadores- Curva do diodo; região direta; máxima corrente cc direta; região reversa; diodo ideal; segunda aproximação; terceira aproximação; reta de carga; circuitos com diodos; retificador de meia onda; retificador de tomada central; retificador em ponte; filtrando o sinal retificado; Tensão cc Diodos especiais- Diodo Zener; regulador de tensão; ondulação no resistor de carga; LED (diodo emissor de luz); tensão e corrente no led Transistores Bipolares- Ideias básicas; transistores não polarizados; transistores polarizados; polarização direta-reversa; ganho de corrente; tensão de ruptura; conexão EC; corrente na base; curva do coletor; regiões de operação; reta de carga; ponto de corte; ponto de operação; identificando a saturação; PDT; tensão e corrente no emissor; tensão no coletor e tensão no coletor-emissor; ponto Q para o PDT Amplificadores com corrente alternada- Frequência crítica; capacitor de desvio; teorema da superposição; resistência ca do emissor; amplificador EC; ganho de tensão do circuito; amplificadores com dois estágios Transistores como chave- Circuitos digitais conteúdo de laboratórios: Voltímetros e Ohmímetros; Associação De Capacitores; Capacitância E Dielétricos; Tabela De Código De Cores e Medidas Da Resistência; Associação Mista De Resistores; Circuitos RC; Regras De Kirchhoff; Ponte De Wheatstone; Teorema de Thevenin e Norton; Osciloscópio; Retificador de meia onda; Retificador de tomada central; Retificador em ponte; Circuito multiplicador de tensão; Diodo Zener; Circuito estabilizador de tensão; Transistor com chave.

3 5. Atividades Externas da Disciplina (AED) Objetivo: despertar no aluno o interesse em assuntos aplicados à formação do mesmo, por meio de vídeos e pesquisas bibliográficas. Descrição da atividade: O aluno fará uma pesquisa bibliográfica, através de links fornecidos pelo professor, e também por sites que o aluno julgar convenientes, e formatará uma resenha expondo as ideias principais sobre os assuntos. Cronograma: 08/03/2018 Pesquisa nos sites sugeridos pelo professor da primeira AED 15/03/2018 Pesquisa nos sites sugeridos pelo professor da primeira AED 23/03/2018 Resposta do questionário da primeira AED 17/05/2018 Pesquisa nos sites sugeridos pelo professor da segunda AED 24/05/2018 Pesquisa nos sites sugeridos pelo professor da segunda AED 08/06/2018 Resposta do questionário da segunda AED Forma de registro: O registro da AED será feita nas pautas dos meses de Março, Maio e Junho. Sendo que cada etapa corresponderá a duas aulas-hora. Bibliografia de consulta e complementar: I. Pesquisar na internet e em livros sobre a Garrafa de Leyden 06 ha Destacando: O que é, seu inventor, como era construída, sua utilidade. Bibliografia Sugerida: II. Pesquisa sobre Produção de corrente alternada 06 ha Destacando: Sua geração, sua distribuição, diferença entre 110 V e 220 V, diferença entre monofásica, bifásica e trifásica. Bibliografia Sugerida: Site da Aneel;

4 6. CRONOGRAMA 06 Fev. Considerações iniciais e apresentação do curso 09 Fev. Capacitância. Capacitância de um capacitor de placas paralelas. 16 Fev. Associação de Capacitores. Energia armazenada num campo elétrico. Capacitor com um dielétrico. 20 Fev. Resolução de exercícios 23 Fev. Corrente e densidade de corrente, Resistência e resistividade elétrica. A lei de Ohm 27 Fev. Transferência de energia num circuito elétrico.resolução de exercícios 02 Mar. Resolução de exercícios 06 Mar. Avaliação P1 09 Mar. Força eletromotriz. O cálculo da corrente em circuitos de malha única. 13 Mar. Resistências em série. Circuitos de mais de uma malha (Leis de Kirchhoff). Resistências em paralelo. Instrumentos de medidas de corrente e de diferença de potencial. 16 Mar. Circuito RC. Resolução de exercícios 20 Mar. Resolução de exercícios 23 Mar. Tipos de fontes- Fonte de tensão; fonte de corrente; teorema de Thevenin; Teorema de Norton e Entrega da primeira AED 27 Mar. Resolução de exercícios 03 Abr. Avaliação P2 06 Abr. Modelos atômicos,; isolantes; condutores e semicondutores; semicondutores intrínsecos; semicondutores extrínsecos; formação dos diodos; camada de depleção; polarização dos diodos 10 Abr. Diodos Retificadores- Curva do diodo; região direta; máxima corrente cc direta; região reversa; diodo ideal; segunda aproximação 13 Abr. terceira aproximação; reta de carga; circuitos com diodos; retificador de meia onda; retificador de tomada central; retificador em ponte; filtrando o sinal retificado; Tensão cc 17 Abr. Diodos especiais- Diodo Zener; regulador de tensão; ondulação no resistor de carga; LED (diodo emissor de luz); tensão e corrente no led. Resolução de exercícios 20 Abr. Resolução de exercícios 24 Abr. Avaliação P3 27 Abr. Transistores Bipolares- Ideias básicas; transistores não polarizados; transistores polarizados; polarização diretareversa; ganho de corrente; tensão de ruptura

5 04 Mai. conexão EC; corrente na base; curva do coletor; regiões de operação; reta de carga; ponto de corte; ponto de operação; identificando a saturação; PDT 08 Mai. tensão e corrente no emissor; tensão no coletor e tensão no coletor-emissor; ponto Q para o PDT 11 Mai. Resolução de exercícios 15 Mai. Amplificadores com corrente alternada- Frequência crítica; capacitor de desvio; teorema da superposição 18 Mai. resistência ca do emissor; amplificador EC; ganho de tensão do circuito; amplificadores com dois estágios 22 Mai. Resolução de exercícios 25 Mai. V Jornada da Cidadania 29 Mai. Resolução de exercícios 05 Jun. Transistores como chave- Circuitos digitais 08 Jun. Resolução de exercícios e Entrega da segunda AED 12 Jun. Resolução de exercícios 15 Jun. Avaliação P4 19 Jun. Entregas de Notas 22 Jun. Avaliação de recuperação 26 Jun. Entregas de Notas Finais Término das Aulas 7. Material de apoio Site da Aneel; METODOLOGIA Aulas expositivas no quadro, apresentações das teorias e demonstrações relacionadas. Exercícios resolvidos pelo professor; Questões de estudo para serem discutidos na sala de aula; Exercícios e questões propostos. Serão utilizados os recursos didáticos, disponíveis, tais como: Bibliografia com ênfase no livro texto, notas de aula indicada pelo professor, data-show, quadro negro, giz, e etc. 9. AVALIAÇÃO Serão realizadas quatro (04) provas escritas e individuais, duas para a nota N1 (com peso de 60% (sessenta por cento)) e duas para N2 (com peso de 50% (setenta por cento)). NÃO

6 HAVERÁ PROVA SUBSTITUTIVA. Além das provas citadas, o aluno irá realizar exercícios em sala e on line para compor o restante da nota (N1 com 20% e N2 com 20%). A média N1, composta pela média das duas notas (P1 e P2) somada com a média dos exercícios e terá o valor máximo de 10,0 pontos. Para compor a N2, a média das duas notas (P4 e P5) somada com a média dos exercícios e terá valor máximo de 9,0 pontos, o restante da nota será composta pela AI. A nota do laboratório terá um peso de 20% (vinte por cento) da nota total. As médias serão calculadas da seguinte forma: N1=(MP+EXE)+Lab1; N2=(MP+EXE)+Lab2+AI. Serão aprovados os alunos que obtiverem média final (MF=N1 0,4+N2 0,6) maior ou igual a seis (6,0) e 75% de presença na disciplina. Caso o aluno não tenha alcançado a média de seis (6,0) pontos ou se o aluno perdeu alguma prova por qualquer motivo, ele poderá fazer uma prova de recuperação no final do semestre (conforme calendário acima). Obs: Os temas das pesquisas da AED, para N1 e para N2, serão apresentados em sala de aula e estarão disponíveis no site docente do professor. 10. BIBLIOGRAFIA BÁSICA 1) RESNICK, R.; HALLIDAY, D.;WALKER J.- Fundamentos de Física. Ed. 6ª (4ª,7ª,8ª ) ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006 ( e outras). 2) SEARS, ZEMANSKY & YOUNG, Física. Vol III. Rio de Janeiro: LTC, ) MALVINO,Albert Paul. Eletrônica. Vol. 1, Editora Makron Books 4) BOGART,Theodore F. Dispositivos e circuitos eletrônicos, Editora Makron Books. 10. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR 1) SERWAY, R.A. e JEWETT Jr., J.W. Princípios de Física. Vol..3, Thomson Learning, ) BOYLESTAD, Robert L.Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. Editora PHB.