Ewaldo Luiz de Mattos Mehl Departamento de Engenharia Elétrica mehl@ufpr.br 1 Agenda: Motivação para estudar Materiais Elétricos Novos Materiais Elétricos O que são Materiais Elétricos? Diretrizes Curriculares Nacionais Porquê estudar Materiais em um curso de Engenharia Elétrica? Objetivo Geral Objetivos Específicos Programa da Disciplina Bibliografia Bibliografia Básica Bibliografia Complementar Avaliações Homepage da Disciplina Atividade proposta 2 1
O avanço da indústria eletroeletrônica é impulsionado pela disponibilidade de novos materiais Transformador a seco encapsulado em resina epóxi, 2010. Transformador refrigerado a óleo, 1930. 3 O avanço da indústria eletroeletrônica é impulsionado pela disponibilidade de novos materiais Lâmpada incandescente com filamento de tungstênio Lâmpada de vapor de sódio 4 2
5 O avanço da indústria eletroeletrônica é impulsionado pela disponibilidade de novos materiais O gate dos MOSFETS é tradicionalmente constituído por Óxido de Silício (isolante) e eletrodo de alumínio. A partir de 2001 introduziu-se a tecnologia de gate feito com material de alta constante dielétrica e eletrodo de cobre, que reduz significativamente o atraso de propagação e portanto permite o uso de frequências de clock mais elevadas, em uma mesma resolução tecnológica. 6 3
Outras áreas estão também se beneficiando da diversidade de novos materiais disponíveis atualmente 7 O estudo de materiais é MULTIDISCIPLINAR 8 4
Desenvolvimento de ligas metálicas, ligas avançadas em geral e materiais cerâmicos, tornaram possível melhorar a eficiência e diminuir o consumo de energia dos equipamentos eletrônicos e elétricos Pesquisa por novos materiais mais leves mais resistentes mais tenazes mais tolerantes aos danos mais resistentes a altas temperaturas que não causem danos ao ambiente (prudução/material) fáceis de reparar melhores características elétricas e/ou magnéticas recicláveis 9 Visita a uma loja de materiais elétricos 10 5
fr. "matériels" (plural de "matériel"): conjunto de equipamentos relacionados com uma certa atividade. Exemplo: Material para desenho Lista de material escolar Material para informática Relação de material para a próxima experiência Loja de Material Elétrico fr. "matériaux" (plural de "matériau"): são as substâncias com as quais se produz objetos ou coisas. Exemplo: Cobre Alumínio Silício Aço 11 Ciência e Tecnologia dos Materiais faz parte do núcleo de conteúdos básicos obrigatórios para todos os cursos de Engenharia do Brasil (Resolução CNE/CES n o 11, de 11 de março de 2002) 6
Porque estudar Materiais em um curso de Engenharia Elétrica? Objetivo geral: Conhecer os diversos materiais utilizados no setor elétrico (com especial atenção àqueles usados na área de Eletrônica) 13 Porque estudar Materiais em um curso de Engenharia Elétrica? Objetivos específicos: Entender como as propriedades químicas, elétricas, físicas, térmicas, óticas, mecânicas, a disponibilidade e o custo dos materiais se relacionam no projeto e na seleção para a fabricação de determinado componente ou equipamento. Perceber as perspectivas futuras das áreas de Ciência e de Engenharia dos Materiais. Verificar os desafios que ainda estão por vir na área de Materiais (ex. tudo que se relaciona com Impacto Ambiental e Sustentabilidade). 14 7
Programa: 1. Apresentação 2. Panorama geral da Ciência e da Engenharia de Materiais 3. Constituição atômica da matéria 4. Propriedades 4.1. Propriedades mecânicas dos materiais 4.2. Propriedades elétricas dos materiais 5. Materiais condutores 6. Materiais dielétricos 7. Materiais semicondutores 8. Materiais magnéticos 15 1 VAN VLACK, Laurence Hall. Princípios de Ciência dos Materiais, Ed. Campus. 2 RETHWISCH, David G.; CALLISTER JR., William D. Ciência e Engenharia de Materiais; uma introdução, Ed. LTC, 8.ª Edição, 2012. 3 Mano, Eloisa Biasotto & Mendes, Luís Cláudio. Introdução a Polímeros. Edgard Blücher, 2.ª Edição, 1999. 16 8
SMITH, William F. Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. 3.ª Ed., McGraw-Hill Interamericana, 2006. Newell, James. Fundamentos da Moderna Engenharia e Ciências dos Materiais. LTC Ed. CHIAVERINI, V., Tecnologia Mecânica, Vol. I e III. McGraw Hill. ROLIN, Jaqueline Gisele. Materiais Elétricos, UFSC (apostila). http://padrao.florianopolis.ifsc.edu.br/petry/ensino/repositorio/docencia_ufsc/materiais_eel_7051/apostila_materiais.pdf PEDROSO, Carlos Marcelo. Materiais Elétricos, UFPR (Apostila). http://www.eletrica.ufpr.br/pedroso/2011/te144/aulas/materiaiseletricos.pdf 17 31 Início das aulas Fim das Aulas s Provas Finais EVINCI/ENAF 28/09/2017 18 9
Programa: 1. Apresentação 2. Panorama geral da Ciência e da Engenharia de Materiais 3. Constituição atômica da matéria 4. Propriedades 4.1. Propriedades mecânicas dos materiais 4.2. Propriedades elétricas dos materiais 5. Materiais condutores 6. Materiais dielétricos 7. Materiais semicondutores 8. Materiais magnéticos 1.ª PROVA 2.ª PROVA 3.ª PROVA 19 31 Início das aulas 3.ª Prova Fim das Aulas s 1.ª Prova Prova Final EVINCI/ENAF 2.ª Prova 28/09/2017 20 10
Avaliações 1ª Prova: quinta-feira, dia 28 de setembro de 2017. 2ª Prova: segunda-feira, dia 30 de outubro de 2017. 3ª Prova: quinta-feira, dia 30 de novembro de 2017. Prova Final: segunda-feira, dia 11 de dezembro de 2017. 21 Forma das Avaliações Provas escritas individuais com 50 minutos de duração Consulta permitida somente às anotações individuais (= caderno manuscrito do aluno) Nota de zero a 100 Cálculo da Média Parcial (M P ) : M P P P2 3 1 P3 Cálculo da Média Final (M F ) : Aprovados por média (M P 70): M F = MP Prova Final - PF (40 M P 70): M F M P P 2 F 22 11
HOMEPAGE DA DISCIPLINA Fazer uma lista de MATERIAIS que se encontram: Na sua mesa de estudos ou de trabalho No seu quarto ou local de trabalho Na sua casa Trazer a lista em folha individual na próxima aula! 24 12
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