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CET1216 - ELETROMAGNETISMO Prof. Rafael Queiroz e-mail: rrqfreitas@uesc.br Aula 01: Revisão de Análise Vetorial 1-2 Sumário - Álgebra Vetorial (Cap. 1 - Sadiku) • Introdução – Eletromagnetismo • Grandezas física: escalares e vetores • Vetor unitário • Soma e subtração de vetores • Multiplicação de vetores • Componentes de um vetor - Sistema e Transformação de Coordenadas (Cap. 2 - Sadiku) - Cálculo Vetorial (Cap. 3 - Sadiku) Introdução 1-3 - Estudo da interação entre cargas elétricas em repouso e em movimento Eletromagnetismo - Aplicações: Máquinas elétricas Transformadores Telecomunicações Geração e transmissão de energia elétrica Radares e sensoriamento remoto Interferência e compatibilidade eletromagnética Conversão eletromecânica da energia Introdução 1-4 - Equações de Maxwell: Base do eletromagnetismo t D JH t B E 0B D v o vetor operador diferencial o vetor densidade de fluxo elétrico o vetor densidade de fluxo magnético J H E B D v o vetor intensidade de campo elétrico o vetor intensidade de campo magnético a densidade volumétrica de cargas a densidade de corrente Eletromagnetismo 1-5 Álgebra Vetorial - Grandezas Físicas • Grandezas escalares: apresenta somente magnitude. Ex: tempo (t), massa (m), distância (d), temperatura (T), potência (P), potencial elétrico (V) • Grandezas vetoriais: apresenta magnitude e orientação. Ex: velocidade ( ), força ( ), deslocamento ( ) e intensidade do campo elétrico ( ). - Campos Escalares e Vetoriais • Campo escalar: Se uma grandeza é um escalar. Ex.: potencial elétrico em uma região, intensidade do som. • Campo vetorial: Se a grandeza é um vetor . Ex.: Campo elétrico, força magnética. a F d E 1-6 Álgebra Vetorial - Vetor 2 z 2 y 2 x zzyyxx zyx AAAA aAaAaAA )A,A,A(A = componentes de ao longo de x, y e z. A = vetores unitários.zyx zyx aea,a AeA,A Vetor unitário: Definido como um vetor cuja magnitude é a unidade e a orientação é ao longo de 2 z 2 y 2 x zzyyxx A AAA aAaAaA A A a aAA A 1-7 Álgebra Vetorial - Soma e subtração de vetores zzyyxx zzyyxx aBaBaBB aAaAaAA Dados: zzzyyyxxx a)BA(a)BA(a)BA(BAC Soma: Regra do paralelogramo Regra do “inicio de um-final de outro” 1-8 Álgebra Vetorial - Soma e subtração de vetores zzzyyyxxx a)BA(a)BA(a)BA()B(ABAD Subtração: Regra do paralelogramo Regra do “inicio de um-final de outro” 1-9 Álgebra Vetorial - Multiplicação vetorial • Produto escalar (ou ponto) Note também que : Dados: Onde foi usado: Def. Definido geometricamente como o produto das magnitudes de e e do ângulo entre eles. A B 1-10 Álgebra Vetorial - Multiplicação vetorial • Produto vetorial (ou cruzado) Def. É uma quantidade vetorial cuja magnitude é área do paralelogramo formado por e e cuja orientação é dada pela regra da mão direita.A B 1-11 Álgebra Vetorial Produto vetorial (ou cruzado) Onde, Ou… Portanto: - Multiplicação vetorial Álgebra Vetorial - Vetor posição e vetor distância • Vetor posição (ou raio vetor): É um vetor que começa na origem do sistema de coordenadas e termina no ponto de consideração. zyxp azayaxOPr)z,y,x(P Exemplo: Para o ponto P(3, 4, 5) o vetor posição é: zyxp a5a4a3r Álgebra Vetorial - Vetor posição e vetor distância • Vetor distância: É o deslocamento de um ponto a outro. )z,y,x(Q QQQ zPQyPQxPQPQPQ a)zz(a)yy(a)xx(rrr )z,y,x(P PPP Dados: Exemplo: Para o ponto P(1, 2, 3) e o ponto Q(2, -2, 1) o vetor distância é: 1-14 Álgebra Vetorial - Componentes de um vetor • Componente escalar: Dado um vetor , definimos a componente escalar de ao longo do vetor como: A bA A B ABBABB cosaAcosAA BB aAA ou, 1-15 Álgebra Vetorial - Componentes de um vetor • Componente vetorial: Dado um vetor , definimos a componente vetorial de ao longo do vetor como: A bA A B BBBBB a)aA(aAA 1-16 Álgebra Vetorial Exemplo 02: Os pontos P e Q estão localizados em (0, 2,4) e (-3,1, 5). Calcule: (a) o vetor posição (b) o vetor distância de P até Q (c) a distância entre P e Q (d) um vetor paralelo a PQ com magnitude 10 (e) a componente de ao longo de P P Q Exemplo 01: Dados os vetores e , determine o ângulo entre e . zyx aa4a3A zy a5a2B A B
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