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Prof. José Eustáquio do Amaral Pereira DISCIPLINA ELETRICIDADE E MAGNETISMO Professora: Ana Cláudia Soares 2º sem. / 2022 Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Dados da Disciplina Curso: Engenharia Civil. Carga-horária semanal: 3h/aula + 1 h/aula digital (TEANS) Eletrostática e a distribuição de cargas discretas. Lei de Gauss e suas aplicações. Corrente elétrica e os circuitos C.C. Magnetostática. Eletrodinâmica (crédito digital). Ementa ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares 1 - Aplicar os aspectos conceituais, formais e técnicos do cálculo diferencial e integral, da álgebra vetorial e de princípios do cálculo vetorial, utilizando os princípios e conceitos físicos da Eletrodinâmica Clássica, para solucionar fenômenos da Eletricidade e do Magnetismo; Objetivos ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares 2 - Utilizar os domínios da observação, abstração, indução, leis e teorias físicas, domínios de validade, escalas, unidades métricas e teoria experimental, com base no conhecimento da Eletrostática, da Lei de Gauss e sua aplicações, da Corrente Elétrica e os Circuitos C.C., da Magnetostática e da Eletrodinâmica, para produzir soluções teóricas e experimentais da Eletrodinâmica Clássica; Objetivos ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares 3 - Analisar problemas práticos, por meio do envolvimento e participação em equipes, para desenvolver soluções ou soluções práticas de engenharia; 4 - Investigar situações-problema teóricos, por meio do envolvimento e participação em times de desafios teóricos, para criar ideias de soluções inovadoras em engenharia. Objetivos ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares UNIDADE 2: Lei de GAUSS e suas aplicações 2.1 - Campo elétrico de cargas contínuas; 2.2 - Lei de GAUSS do campo elétrico; Temas de aprendizagem 1.1 - Carga elétrica e lei de coulomb; 1.2 - Campo elétrico de cargas discretas; 1.3 - Potencial elétrico de cargas discretas. UNIDADE 1: Eletrostática e a distribuição de cargas discretas ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares UNIDADE 2: Lei de GAUSS e suas aplicações 2.3 - Potencial elétrico de cargas contínuas; 2.4 - Capacitância. Temas de aprendizagem UNIDADE 3: Corrente elétrica e os circuitos C.C. 3.1 - Corrente elétrica, lei de ohm, resistência e potência elétrica; 3.2 - Regras de Kirchhoff e os circuitos C.C. ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares UNIDADE 4: Magnetostática 4.1 - Campo magnético e a força de LORENTZ 4.2 - Lei de BIOTSAVART e lei de AMPÈRE 4.3 - Fluxo de campo, indutância e a lei de GAUSS. Temas de aprendizagem UNIDADE 5: Eletrodinâmica (CRÉDITO DIGITAL) 5.1 - Aplicação da lei de FARADAY-LENZ, força eletromotriz e da indução eletromagnética; ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Temas de aprendizagem UNIDADE 5: Eletrodinâmica (CRÉDITO DIGITAL) 5.2 - Aplicação da corrente de deslocamento de MAXWELL, das equações de MAXWELL e das ondas eletromagnéticas; 5.3 - Análise dos circuitos RC, LR, LC e LRC. ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Métodos Avaliativos / 2º Semestre de 2022 Início: 08 de agosto de 2022 Término: 16 de dezembro de 2022 Procedimentos e critérios de avaliação: - As avaliações serão presenciais e digitais, alinhadas à carga- horária da disciplina, divididas da seguinte forma: Avaliação 1 (AV1), Avaliação 2 (AV2), Avalição Digital (AVD) e Avaliação 3 (AV3); - AV1 Contemplará os temas abordados na disciplina até a sua realização e será assim composta: ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Métodos Avaliativos / 2º Semestre de 2022 • Prova individual com valor total de 7 (sete) pontos; • Realização de quiz avaliativo vinculado ao conteúdo digital, com valor total de 3 (três) pontos, acompanhados pelo professor da disciplina. - AV2 Contemplará todos os temas abordados pela disciplina e será composta por uma prova teórica no formato PNI – Prova Nacional Integrada, no seguinte formato: PNI de 8,0. As demais atividades acadêmicas avaliativas (relatórios, listas de exercícios, apresentação de projetos) devem somar 2 (dois) pontos. ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Métodos Avaliativos / 2º Semestre de 2022 - AVD Avaliação digital do(s) tema(s) / tópico(s) vinculado(s) ao crédito digital no valor total de 10 (dez) pontos ou AVDs Avaliação digital do(s) tema(s) / tópico(s) vinculado(s) ao crédito digital no valor total de 10 (dez) pontos. - AV3 Contemplará todos os temas abordados pela disciplina. Será composta por uma prova no formato PNI – Prova Nacional Integrada, com total de 10 pontos, substituirá a AV1 ou AV2 e não poderá ser utilizada como prova substituta para a AVD. ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Métodos Avaliativos / 2º Semestre de 2022 Para aprovação na disciplina: - Atingir resultado igual ou superior a 6,0 pontos, calculado a partir da média aritmética entre os graus das avaliações presenciais e digitais, sendo consideradas a nota da AVD ou AVDs e apenas as duas maiores notas entre as três etapas de avaliação presencial (AV1, AV2 e AV3). A média aritmética obtida será o grau final do aluno na disciplina; ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Métodos Avaliativos / 2º Semestre de 2022 Para aprovação na disciplina: - Atingir resultado igual ou superior a 6,0 pontos, calculado a partir da média aritmética entre os graus das avaliações presenciais e digitais, sendo consideradas a nota da AVD ou AVDs e apenas as duas maiores notas entre as três etapas de avaliação presencial (AV1, AV2 e AV3). A média aritmética obtida será o grau final do aluno na disciplina; - Obter grau igual ou superior a 4,0 pontos em, pelo menos, duas das três avaliações presenciais; - Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas. ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Bibliografia Básica SERWAY, Raymond A. Física para cientistas e engenheiros: volume 3: eletricidade e magnetismo. SÃO PAULO: CENGAGE, 2017. TELLES, Dirceu D. Alkmin; MONGELLI NETO, João. Física com aplicação tecnológica: eletrostática, eletricidade, eletromagnetismo: volume 3. SÃO PAULO: BLUCHER, 2018. HALLIDAY, David. Fundamentos de Física: volume 3: eletromagnetismo. 10ª EDIÇÃO. RIO DE JANEIRO: LTC, 2020. ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Horários de ARA0044 2ªs feiras, 19:30h às 22:10h com intervalo de 10 minutos (21:10h até 21:20h). Contato Email: ana.csoares@professores.estacio.br ELETRICIDADE E MAGNETISMO Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Desde a Grécia antiga já se sabia que o âmbar, depois de atritado com peles de animais, adquire a propriedade de atrair objetos leves colocados em sua vizinhança, como palha ou gravetos. - Âmbar é uma resina fóssil, proveniente de uma espécie extinta de pinheiro do período terciário, sólida, amarelo-pálida ou acastanhada, transparente ou opaca, utilizada na fabricação de vários objetos. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - O nome do âmbar em grego é elektron e esta é a origem da palavra eletricidade. - No século XVI, o médico inglês William Gilbert (1540- 1603) mostrou experimentalmente que vários outros materiais além do âmbar se tornam eletrizados quando atritados e podem atrairobjetos leves. - Os seus trabalhos foram publicados em 1600, no livro De Magnete. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Em 1729, o cientista amador inglês Stephen Gray (1666-1736) descobriu que a eletricidade pode ser transmitida a grandes distâncias por diferentes materiais, que hoje chamamos de condutores. - Ele também descobriu que alguns materiais não transmitem a eletricidade. Estes são os que chamamos hoje em dia de isolantes. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Em 1733, o químico francês Charles Du Fay (1698- 1739) descobriu a atração e a repulsão entre corpos elétricos. - Em um de seus experimentos, Charles mostrou que dois bastões de âmbar, quando eletrizados por atrito com um pedaço de lã, repelem-se mutuamente. - Dois bastões de vidro também repelem-se mutuamente após serem atritados com um pedaço de seda. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Porém, os bastões de vidro e de âmbar atritados atraem-se mutuamente. - Charles chamou o tipo de eletricidade produzida no âmbar de “eletricidade resinosa” e o tipo de eletricidade produzida no vidro de “eletricidade vítrea”. - Tipos iguais de eletricidade se repeliriam e tipos diferentes se atrairiam. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - O escritor, diplomata, inventor e cientista norte- americano Benjamin Franklin (1706-1790) realizou vários experimentos sobre eletricidade no século XVIII. - Seus experimentos o levaram à conclusão de que a eletricidade não é criada pelo atrito entre dois corpos, mas transferida de um corpo para outro. - Desta forma, a quantidade total de eletricidade permanece constante. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - No “modelo” criado por Franklin para explicar a eletricidade, corpos com “eletricidade vítrea” foram chamados de positivamente carregados e corpos com “eletricidade resinosa” foram chamados de negativamente carregados. - Os corpos em geral seriam neutros por terem iguais quantidades de cargas positivas e negativas. - Para Franklin, apenas as cargas positivas podiam ser transferidas de um corpo para outro. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Quando havia atrito entre um pedaço de seda e um bastão de vidro, carga positiva passava da seda para o vidro deixando, ao final, o bastão de vidro com excesso de carga positiva e a seda com excesso de carga negativa. - Quando um pedaço de lã era atritado com um bastão de âmbar, carga positiva passava do âmbar para a lã resultando em excesso de carga positiva na lã e excesso de carga negativa no âmbar. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Hoje em dia sabemos que na eletrização por atrito, são os elétrons (que, por convenção, têm carga elétrica negativa) que se transferem de um corpo para outro. - A transferência se dá por contato e a função do atrito é apenas a de aumentar o contato entre os corpos. - Sabemos também que o sinal da carga adquirida por um corpo após a eletrização por atrito depende do material com o qual ele é atritado. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Um pouco de história - Por exemplo, quando um bastão de âmbar é atritado com um pedaço de lã ele adquire carga elétrica negativa, mas quando ele é atritado com uma pedra de enxofre adquire carga elétrica positiva. - O modelo idealizado por Franklin em que há dois tipos de carga elétrica, positiva e negativa, e que cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais contrários se atraem é usado até hoje. CARGA ELÉTRICA Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Experimentos de eletrostática. (a) Interação entre duas hastes de plástico, depois de friccionadas com pele Objetos com carga negativa se repelem. CARGA ELÉTRICA Figura 1: Objetos com carga negativa se repelem. Fonte: Autoria própria Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Experimentos de eletrostática. (b) Interação entre duas hastes de vidro, depois de friccionadas com a seda Objetos com carga positiva se repelem. CARGA ELÉTRICA Figura 2: Objetos com carga positiva se repelem. Fonte: Autoria própria Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares Experimentos de eletrostática. (c) Interação entre objetos com cargas opostas Objetos com carga positiva e objetos com carga negativa se atraem. CARGA ELÉTRICA Figura 3: Objetos com carga positiva e objetos com carga negativa se atraem. Fonte: Autoria própria Prof. José Eustáquio do Amaral PereiraProf.ª: Ana Cláudia Soares FIM ! Muito obrigada pela atenção. Até a próxima aula. Prof.ª: MSc. Ana Cláudia Soares
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