UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA LABORATÓRIO DE ELETROMAGNETISMO Campina Grande, Paraíba 2017.1 1
Docente Profº Dr. Helder Alves Pereira. Email: helder.pereira@dee.ufcg.edu.br Skype: helder.pereira@dee.ufcg.edu.br Site: http://helderpereira.dee.ufcg.edu.br 1. Horário de aula TURMA 1: Segunda-feira 14:00-16:00 Sala: LEMAG Bloco CG. TURMA 3: Quarta-feira 14:00-16:00 Sala: LEMAG Bloco CG. TURMA 5: Sexta-feira 16:00-18:00 Sala: LEMAG Bloco CG. 2. Carga horária 15 h. 3. Ementa Experimentos sobre tópicos da ementa da disciplina Eletromagnetismo. 4. Conteúdo Programático PARTE 1 Avaliação do campo elétrico uniforme produzido entre as placas de um capacitor de placas paralelas como função da distância entre as placas e do potencial escalar elétrico. Transformação de coordenadas entre os sistemas cartesiano, cilíndrico e esférico. Cálculo e representação gráfica do campo elétrico devido a distribuições particulares de cargas elétricas. Cálculo e representação gráfica de linhas de força elétricas. Cálculo e representação gráfica da divergência de campos vetoriais. Obtenção dos diagramas de contorno (curvas de nível) da divergência de campos vetoriais. Medição do potencial escalar elétrico em pontos localizados em uma linha perpendicular às placas de um capacitor a fim de visualizar a uniformidade do campo elétrico em um capacitor de placas paralelas. Medição do potencial escalar elétrico em pontos localizados em uma linha paralela às placas de um capacitor a fim de visualizar os efeitos de borda nas superfícies equipotenciais em um capacitor de placas paralelas. Cálculo e representação gráfica do gradiente de campo escalares: representação gráfica do campo elétrico obtido a partir do potencial escalar elétrico. 2
PARTE 2 Medição da distribuição espacial da intensidade do campo magnético entre um par de bobinas na montagem de Helmholtz. Verificação da região espacial onde o campo magnético uniforme é produzido. Demonstração e determinação quantitativa da superposição dos dois campos magnéticos individuais para a formação de um campo magnético resultante do par de bobinas. Investigação do efeito de levitação eletromagnética de uma barra condutora pela qual circula uma corrente e exposta a uma indução magnética uniforme gerada por uma bobina de Helmholtz. Avaliação da distribuição da densidade de fluxo magnético ao longo do eixo de um solenoide como função: da posição, eixo, número de espiras e comprimento do solenoide. 5. Bibliografia a. Básica SADIKU, M. N. O. Elementos de Eletromagnetismo. 5ª edição 2012. Editora Bookman. b. Complementar BUCK, J. A.; HAYT JR., W. H. Eletromagnetismo. 7ª edição - 2008. Editora McGraw Hill. EDMINISTER, J. A. Eletromagnetismo. 2ª edição - 2006. Editora Bookman. CHENG, D. K. Field and wave electromagnetics. 2ª edição 1992. Editora Addison Wesley. GRIFFITHS, D. J. Introduction to Electrodynamics. 3ª edição - 1998. Editora Prentice Hall. 3
6. Cronograma das atividades Carga Horária Atividade Carga Horária Acumulada Data Turma A B Informações iniciais da disciplina (planejamento, metodologia de 08 a 12 de maio X X trabalho e verificação de conteúdo) Aula teórica de revisão sobre os conteúdos dos Experimentos 1 e 2 Apresentação de simulação sobre linhas de fluxo elétrico, superfícies equipotenciais e capacitores 04 19 de junho X X Experimento 1 06 26 a 30 de junho X 03 a 07 de julho X Experimento 2 08 10 a 14 de julho X 17 a 21 de julho X Aula teórica de revisão sobre os conteúdos dos Experimentos 3 e 4 Apresentação de simulação sobre campos magnetostáticos e soneloides 10 24 de julho X X Experimento 3 12 31 de julho a 04 de agosto X 07 a 11 de agosto X Experimento 4 14 14 a 18 de agosto X 21 a 25 de agosto X Reposição dos Experimentos 16 28 de agosto X X Final 18 04 de setembro X X 4
7. Avaliação Os instrumentos utilizados para avaliação do desempenho dos alunos são: relatórios, experimentos presenciais no laboratório de eletromagnetismo e/ou provas escritas. A nota da disciplina é composta de 04 (quatro) avaliações da seguinte forma: ESTÁGIO 1: Relatório do Experimento 1. ESTÁGIO 2: Relatório do Experimento 2. ESTÁGIO 3: Relatório do Experimento 3. ESTÁGIO 4: Relatório do Experimento 4. Para a final, o aluno poderá ser avaliado por meio da entrega de um relatório e realização de um dos quatro experimentos ou realização de uma prova abordando o conteúdo teórico e prático dos quatro experimentos realizados no laboratório, sem necessidade de testes complementares ou trabalhos adicionais, com nota de 0 a 10. Será aprovado(a) o(a) aluno(a) que tiver frequência superior, ou igual, a 75% da carga horária total da disciplina e obtiver média ponderada igual ou superior a 5 (cinco), atribuindo-se peso 6 (seis) à média dos exercícios acadêmicos e peso 4 (quatro) à nota do exame final. 8. Informações importantes Todo o material do semestre está disponível no site (http://helderpereira.dee.ufcg.edu.br). O aluno poderá realizar algum experimento, ou reposição, em outro dia, horário e turma, desde que comunique com antecedência ao professor da disciplina por email. As turmas serão organizadas (turma A e turma B) de modo que a quantidade de alunos presentes no laboratório, para realização dos devidos experimentos, ofereça aproveitamento pedagógico na assimilação do conteúdo da disciplina. Serão realizados 4 experimentos executados em duas etapas: o Etapa 1: Eletrostática - Dois experimentos de bancada. 5
Experimento 1: Medição de Campo Elétrico em Capacitor de Placas Paralelas. Experimento 2: Medição de potencial elétrico em capacitor de placas paralelas. o Etapa 2: Magnetostática - Dois experimentos de bancada. Experimento 3: Medição de campo magnético no par de bobinas de Helmholtz. Experimento 4: Distribuição do Campo Magnético em um Solenoide. Cada experimento de bancada será desenvolvido em três etapas: o Preparação (P): O aluno deve ler o guia do experimento e, se necessário, expandir sua leitura por meio dos livros listados na bibliografia da disciplina teórica. As atividades propostas no item PREPARAÇÃO (Questões e Experimento) do guia deverão ser entregues no início da aula e, necessariamente, em manuscrito. o Montagens e Medições (M) Nesta etapa o aluno se encontra de posse do material já produzido na PREPARAÇÃO. Para os experimentos de bancada, o aluno deverá comparecer ao (LEMAG) localizado no Bloco CG. Serão realizadas as montagens e medições seguindo as instruções presentes no guia do experimento. o Relatório (R): O aluno deverá entregar o RELATÓRIO preenchido em manuscrito após a realização dos experimentos. Deverá conter as seguintes informações: Capa devidamente preenchida (Anexo A); Capítulo sobre fundamentação teórica com definições, deduções de equações e interpretação física de fenômenos elétricos e magnéticos; 6
Capítulo sobre os procedimentos experimentais com descrição dos procedimentos adotados na realização do experimento; PREPARAÇÃO; Capítulo sobre análise e discussão dos resultados com gráficos, tabelas e fatos relevantes observados; Capítulo sobre conclusão. As aulas do laboratório ocorrerão em paralelo com a teoria. Portanto, as aulas serão marcadas no decorrer do curso e o e-mail informado no CONTROLE ACADÊMICO será o meio oficial de comunicação. Em atendimento às normas de segurança do laboratório, somente será permitido a entrada de alunos usando tênis. Não será permitida a entrada do(a) aluno(a) no laboratório, para realização do respectivo experimento, sem a devida PREPARAÇÃO preenchida. Ao ser verificada a ocorrência de plágio, em algum conteúdo do relatório, será atribuída nota 0,0 (zero) ao respectivo estágio. Caso seja necessário realizar alguma reposição, o aluno precisa preencher o formulário disponibilizado no site: http://helderpereira.dee.ufcg.edu.br. É importante que o(a) aluno(a) avalie o desempenho docente, em qualquer momento do semestre letivo, de forma a realimentar o processo de ensinoaprendizagem. Para isso, basta preencher o formulário disponibilizado no site: http://helderpereira.dee.ufcg.edu.br. 9. Horário de atendimento Dia: Quinta-feira. Horário: 10h 12h. Local: Sala - Bloco CJ. 7