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Introdução à Engenharia Eletrônica Juliano de Mello Pedroso Aula 1 Conversa inicial Seja bem-vindo(a) à primeira aula de Introdução à Engenharia Eletrônica do curso de Engenharia Elétrica! Nesta aula, vamos estudar os seguintes assuntos: Princípios e objetivos Papel do Engenheiro na sociedade Perfil do Egresso Remuneração Histórico Vamos lá? Introdução Nesta aula, serão apresentados os princípios e objetivos da engenharia, o papel do engenheiro na sociedade e perfil do egresso. Discutiremos também a remuneração e abordaremos um breve histórico da Engenharia. Todos esses assuntos remetem a uma visão ampla da Engenharia, profissão considerada uma dentre as que mais agregam qualidade de vida para a humanidade. Acesse o material on-line e acompanhe a introdução em vídeo do professor Juliano! Contextualização Através dos tempos tem-se dito que a história da engenharia se funde com a história da civilização. É certo que civilizações altamente desenvolvidas são totalmente relacionadas através de suas conquistas nesta área de conhecimento. Mas qual é a definição de engenharia? S.E. Lindsay (1920) diz que: “Engenharia é a pratica da aplicação segura e econômica das leis científicas que governam as forças e matérias da natureza, através da organização, design e construção, para o benefício da humanidade”. Já o comitê de Certificação de Engenharia e Tecnologia dos Estados Unidos (1982) diz que “Engenharia é a profissão na qual o conhecimento das ciências matemáticas e naturais, obtido através do estudo, experiência e prática, á aplicado com julgamento no desenvolvimento de novos meios de utilizar, economicamente, os materiais e forças da Natureza para o benefício da humanidade. ” Depois dessas duas definições mensura-se o papel do engenheiro no desenvolvimento da humanidade. Entretanto falaremos mais a fundo sobre a engenharia eletrônica, que projeta e desenvolve componentes, sistemas eletrônicos e equipamentos empregados em muitas áreas, como sistemas de geração, transmissão e distribuição de eletricidade e consumo (aparelhos de TV, computadores, etc.). Esse profissional de materiais eletroeletrônicos, sistemas de medição e controle, sistemas embarcados e informática pode trabalhar em várias áreas correlatas com essas citadas, como projetos, implantação e consultoria. Acompanhe as primeiras considerações do professor Juliano no material on-line! Princípios e objetivos A palavra engenheiro vem do século XVI e tinha um significado muito peculiar: “construtor de engenhos militares”. Particularmente do antigo francês engigneor, que por sua vez se originou da palavra latina ingenium: qualidade, talento, genialidade, habilidade. Essas qualidades inerentes aos engenheiros são utilizadas para melhorar os processos do dia a dia. Existe um sem número de pessoas criativas que trouxeram benefícios a humanidade. A primeira questão relevante e de forma direta é: O que é um engenheiro? Engenheiros são indivíduos que combinam os conhecimentos de matemática, física e economia para arranjar soluções para problemas técnicos com os quais a sociedade se depara. Tais indivíduos se diferem dos cientistas no âmbito prático, pois a maioria dos engenheiros aplica seus conhecimentos em formulação de projetos práticos, ou seja, atrelados a um produto ou serviço. Devido a esse cunho prático, um engenheiro, em seus projetos, deve levar em consideração não só os aspectos práticos, mas também o custo das soluções propostas. Além disso, com a modificação do curso da natureza, é necessário atender às necessidades da crescente população; com isso, apareceram preocupação como a degradação do ambiente, fator que modificou consideravelmente as abordagens modernas da engenharia. Atualmente, fontes de energia e recursos não são mais consideradas inesgotáveis, tornando a preocupação com o meio ambiente latente na engenharia eletrônica. Por isso, um dos principais objetivos da engenharia é o controle e a utilização de recursos dentro de um sistema produtivo. Normalmente, o engenheiro trabalha com uma equipe interdisciplinar e suas funções podem ser divididas em várias áreas. Confira-as a seguir. Cientistas Profissionais preocupados com pesquisas tecnológicas que não necessariamente resultarão em aplicações práticas. Isso os difere dos engenheiros, que aplicam conhecimento de ciências em situações práticas. Tecnólogos Lidam com problemas mais específicos, que não requerem um conhecimento tão profundo como os exigidos por engenheiros e cientistas. Técnicos Realizam tarefas específicas como desenhos, procedimentos de laboratório ou bancada, construção de protótipos ou modelagem. Artesãos Possuem habilidades manuais (soldagem, construção, mecânica, etc.) a fim de construir dispositivos especificados por cientistas, engenheiros, tecnólogos e técnicos. Dicas Para um trabalho proveitoso, é interessante que o engenheiro: Discuta as ideias respeitosamente com os companheiros. Possua a habilidade de transmitir e receber ideias. Saiba lidar com as críticas. Possua aptidão para criticar adequadamente a solução proposta, analisando pontos fortes e fracos. Tenha paciência para sempre tentar novamente quando as coisas não dão certo! Área de Pesquisa: O profissional da área de engenharia eletrônica vai explorar, descobrir e aplicar novos princípios científicos. Área de Desenvolvimento: Nesta área, o engenheiro transforma ideias ou conceitos em processos produtivos. Área de Projeto: O engenheiro conecta a geração de ideias com a produção. Área de Produção e Testes: Manufatura e montagem de componentes eletrônicos ou produtos. Área de Vendas: Conhecimento técnico para realizar vendas de produtos específicos. Área de Operação: Manutenção da estrutura de produção. Área de Construção: Construção de estruturas dos projetos. Área de Gestão: Otimização do uso de recursos. Área de Educação: Ensino dos princípios da engenharia, geralmente em universidades ou escolas técnicas. Área de Consultoria: Fornecimento de serviços de engenharia para clientes, por conta própria ou em parceria com outros engenheiros ou equipes interdisciplinares. Nota-se que para o Engenheiro há sempre coisas a fazer, ou seja, o mundo nunca está pronto. Um engenho deve ficar sempre atento ao seu redor, pois as coisas que estão a sua volta podem ser problemas que devem ser resolvidos ou soluções que podem ser aplicadas em diversas situações do dia a dia da profissão. Em resumo, a vida do engenheiro é: identificação de problemas e proposição de soluções! O engenheiro tem que gostar do que faz, achar importante as mudanças que proporciona, se motivar na imensidão das possibilidades que pode executar. O engenheiro foi concebido para construir maravilhas, formar impérios e fazê-los prosperar. Como disse Confúcio: “ Escolha um trabalho que ame e não terá que trabalhar nenhum dia da sua vida”. Materiais complementares A seguir, você encontrará interessantes materiais para ampliar suas reflexões sobre a profissão do engenheiro: Por que a engenharia no Brasil é assim? https://exatasmentes.wordpress.com/2013/09/10/por-que-a- engenharia-no-brasil-e-assim/ Reportagem: Vantagens de fazer engenharia https://www.youtube.com/watch?v=rOaJRhBIi9w Para pensar: Um Dia Feito de Vidro https://www.youtube.com/watch?v=D1aEaRtHj6s Acompanhe o parecer do professor Juliano acessando o vídeo do material on-line! O papel do engenheirona sociedade A engenharia, independentemente da habilitação técnica a que esteja atrelada, modifica o ambiente em que aplica seus conceitos e fornece as ferramentas que cumprem objetivos bem definidos e, na maior parte, essenciais para a sociedade. Esses aspectos parecem óbvios, mas muitas vezes não é simples parar para pensar na força que isso pode ter para cada indivíduo que tem contato com os resultados obtidos pela Engenharia. Por exemplo, o Engenheiro Civil deve saber que não está simplesmente construindo casas e prédios, mas proporcionando às pessoas o conforto que um lar pode oferecer. O engenheiro eletrônico deve saber que não está só projetando equipamentos eletrônicos, mas também melhorando a qualidade de vida das pessoas. O engenheiro eletrônico Com o avanço do conhecimento técnico e científico, a função do engenheiro eletrônico destaca-se no mercado de trabalhado globalizado do século XXI. Assumindo a responsabilidade pela pesquisa e desenvolvimento de novos produtos eletrônicos, além do melhoramento das matrizes energéticas, o engenheiro eletrônico se depara com um cenário totalmente diferente dos apresentados nos séculos passados, como a preocupação da sociedade com o uso adequado dos recursos naturais e humanos. Com esse panorama, o profissional da engenharia eletrônica precisa de uma formação acadêmica ampla, compreendendo ciências humanas e exatas para a criação de um pensamento sistêmico articulado nas diversas áreas de conhecimento, com a possibilidade de solução dos problemas com que se depara no dia a dia, de forma a contribuir com a sociedade. Devido aos avanços científicos e tecnológicos ocorridos principalmente no século XIX e XX, a forma de pensar e se relacionar com o mundo, com a natureza e do ser humano consigo mesmo mudou. Na cultura em que estamos inseridos, a razão se apresenta como condição pela qual se pretende compreender a totalidade do mundo. Nessa sociedade contemporânea, o que se observa é que a razão está pautada em modelos, fórmulas e equações matemáticas, as quais têm o anseio de explicar tudo cientificamente, com a pretensão do domínio científico e técnico sobre a natureza. Porém, pensar e pautar o desenvolvimento humano prioritariamente a partir de uma razão técnico-científica é algo questionável no que se refere à complexidade da vida humana. A técnica acompanha os seres humanos desde suas raízes, que se perdem na noite dos tempos. Em sua origem etimológica grega, techne significa arte. Arte de fazer coisas, de construir instrumentos necessários à sobrevivência humana. Porém, a partir do século XIX, o termo aumenta sua força de aplicabilidade. Com o avanço das pesquisas e desenvolvimento de inovações tecnológicas, a técnica é aceita pela civilização ocidental e amplamente apoiada como uma área de inúmeras possibilidades de crescimento econômico, político e social. As teorias científicas são desenvolvidas com os avanços do conhecimento técnico. A ciência e a técnica ganham espaço e se afirmam na civilização da máquina. A partir do momento em que se parte dos princípios de explicação da natureza com fórmulas matemáticas, criam-se sistemas, articulados às teorias precisas, aceitas por satisfazerem o maior número de casos possíveis e por sobreviver à refutação do maior número de pesquisadores possíveis. Com isso, as coisas do mundo passam, de seus nomes comuns, a nomes e justificativas científicas. O estudo, a compreensão e as possibilidades de interferência sobre o mundo e as coisas passam a ser significativamente valorizadas em detrimento de outras formas de percepção ou conhecimento do mundo. Inicialmente as pessoas trabalhavam como artesãos, porém, com o advento da revolução industrial, substitui-se a energia do homem pela energia da máquina. A revolução industrial pode ser pensada como uma grande mudança na forma de produzir o mundo humano, causada pelo uso intensivo da técnica, onde o aumento da produtividade é considerado evidência da melhora no padrão de vida. Pensava-se que, dessa forma, o ser humano não precisaria mais submeter-se aos imperativos do trabalho, considerados aniquiladores de suas energias vitais e que, consequentemente, todos teriam acesso aos bens produzidos de que necessitavam. Nesse momento, o importante é saber o que fazer com toda a técnica adquirida durante séculos de estudos, pesquisas e desenvolvimentos. Notavelmente o homem, de um fim em si mesmo, tornou-se meio dos inventos e avanços técnicos. A técnica assumiu na sociedade contemporânea a condição de fim em si mesma. A técnica implica em áreas específicas do conhecimento do comportamento humano, visto que outras funções complexas e especializadas são cotidianamente articuladas, e que a adaptação humana a essas situações se tornou para o indivíduo um problema de difícil solução. Sociedade e Produção Nos primórdios da civilização ocidental, as sociedades eram formadas por cidadãos vivendo de forma comunitária, desenvolvendo técnicas para melhorar as condições da agricultura, da saúde, do transporte, entre outras necessidades da vida humana. Com o passar dos anos, as ações coletivas passam por transformações. Entre as principais transformações, destacam-se as promovidas pelos ideais da modernidade, alicerçadas no desenvolvimento da ciência e da tecnologia. Os gregos, considerados os criadores da cultura ocidental, desenvolveram ideias e princípios políticos, éticos e estéticos que incidiam sobre o modo de viver na cidade- comunidade. Eles se organizavam politicamente em cidades-estados, cada qual com sua organização interna e se relacionavam com as cidades vizinhas. Porém, todas se mantinham a partir de sua população que falava a mesma língua e compartilhava a mesma cultura. Principalmente pela sua posição geográfica, desenvolveram formas de comercialização de mercadorias baseadas em troca de especiarias. Até o século XIX, os modos de produção tinham moldes em pequenas indústrias de beneficiamento de produtos agrícolas. Com a Revolução Industrial, iniciada na Inglaterra neste mesmo século, a técnica ganha espaço com a criação de máquinas capazes de maior produção em menor quantidade de tempo. Esse modo de produção era justificado com a melhora da condição humana de trabalho e, consequentemente, de vida, pois a partir desse momento, as máquinas fariam o serviço mais difícil. Porém, com maior produção era necessário melhorar o escoamento desses produtos industrializados. Veremos na sequência como isso se deu. O advento da máquina sempre foi relativamente bem recebido pela civilização, a qual sempre considerou magnificamente as engenhocas capazes de imitar movimentos da natureza e desafiar as formas antigas para execução dos mesmos trabalhos. Quando mais a civilização aceitava as máquinas, mais força ganhavam as pesquisas e desenvolvimentos científicos e técnicos. Algumas pessoas especializam-se, na sociedade moderna, a inovar e criar novas máquinas e desenvolver sistemas mais seguros, rentáveis e estáveis de tecnologia. Saiba mais sobre o papel do engenheiro eletrônico: O engenheiro eletrônico, atuando na área do desenvolvimento de produtos, tem como missão, entre outros pontos, inovar sistemas de forma a melhorar a qualidade e confiança dos consumidores na máquina. Trabalhando na indústria, é responsável por manter a fábrica sempre em pleno funcionamento. No início, as máquinas serviam para melhorar as condições de vida das comunidades. Entretanto, com o desenvolvimentoda civilização da máquina, as tecnologias, de certa forma, fazem com que as pessoas tenham necessidades que seus antepassados não tinham. Essas necessidades são, de certa forma, criadas pela indústria, logo, pelos engenheiros, também. Além disso, a matriz curricular dos cursos de formação do engenheiro eletrônico não pode ser deficiente nas disciplinas humanas, as quais desenvolvem os pensamentos sociais e éticos, voltando-se, em geral, a capacitação técnica sem a criação de ideais coletivos. Senão, os formados em engenharia eletrônica buscarão inovação tecnológica e ampliação da oferta de produtos sem a devida preocupação com os resultados refletidos na sociedade. A atuação do profissional em engenharia elétrica não deve ser banalizada em construção de necessidades e resolução delas. Não é possível falar que desconhece as desigualdades sociais e econômicas criadas por um sistema econômico que se baseia no lucro de uma classe minoritária e aumento da distância econômica entre os burgueses e o proletariado. O engenheiro deve desenvolver um trabalho que não seja voltado ao modo de produção capitalista e sim capaz de incluir diversas classes econômicas e sociais em um modo de vida que supra as necessidades vitais dos seres humanos, prioritariamente às das máquinas, contribuindo, assim, para a criação de um mundo mais desenvolvido humanamente, criando novas possibilidades de bem viver, atendendo a toda a população. Acesse os artigos e o vídeo a seguir para aprofundar seus conhecimentos acerca da importância do engenheiro na sociedade e, especificamente, no cenário brasileiro. O papel do engenheiro na sociedade brasileira https://periodicos.utfpr.edu.br/rts/article/download/2514/1627 http://www.confea.org.br/media/Imagem_doengenheiro_nasocied ade_brasileira.pdf Engenheiro pra quê? https://www.youtube.com/watch?v=5pFnimpF9Rk No vídeo do material on-line, o professor Juliano falará mais sobre o tema. Não deixe de acessar! Perfil do Egresso As características que compõem o perfil do egresso de um curso superior são, por um lado, o resultado de um processo de formação acadêmica e, por outro, a entrada para um processo de integração do profissional ao mercado de trabalho. Neste sentido, a especificação do perfil do egresso de um curso de graduação exige a articulação entre a formação acadêmica e as exigências de uma prática profissional que se insere em um mercado de trabalho caracterizado pela mudança. O Engenheiro Eletrônico é profissional de formação generalista, que atua em áreas como: Materiais eletroeletrônicos. Sistemas de medição e de controle eletroeletrônico. Desenvolvimento de sistemas, produtos e equipamentos eletrônicos. Sistemas embarcados. Conversores. Equipamentos biomédicos e informática médica. No arquivo a seguir, você encontrará os temas abordados na formação e a infraestrutura recomendada: Temas abordados na formação Atendidos os conteúdos do núcleo básico da Engenharia, os conteúdos profissionalizantes são: Eletricidade Circuitos Elétricos Circuitos Lógicos Conversão de Energia Eletromagnetismo Eletrônica Analógica e Digital Eletrônica Aplicada Microprocessadores Micro controladores Dispositivos Lógico-Programáveis Processamento Digital de Sinais Instrumentação Eletroeletrônica Materiais Elétricos Máquinas Elétricas e Acionamentos Transmissão e Recepção de Sinais Analógicos e Digitais Infraestrutura recomendada Práticas de Laboratório de: Eletricidade e de Circuitos Máquinas Elétricas e de Acionamentos Eletrônica Digital Eletrônica Analógica Dispositivos Lógico-Programáveis Processamento Digital de Sinais Informática O engenheiro também: Estuda, projeta e especifica materiais, componentes, dispositivos e equipamentos eletroeletrônicos, eletromecânicos, magnéticos, ópticos, de instrumentação, sensores e atuadores de transmissão e recepção de dados, de áudio/vídeo, de segurança patrimonial e de eletrônica embarcada. Planeja, projeta, instala, opera e mantém sistemas e instalações eletrônicas, equipamentos, dispositivos e componentes odonto- médico-hospitalares e de instrumentação biomédica, sistemas de medição e instrumentação eletroeletrônica, de acionamentos de máquinas, de controle eletrônico e de automação e de sistemas eletrônicos embarcados. Coordena e supervisiona equipes de trabalho, realiza estudos de viabilidade técnico-econômica, executa e fiscaliza obras e serviços técnicos, efetua vistorias, perícias e avaliações, emitindo laudos e pareceres. Em suas atividades, considera a ética, a segurança, a legislação e os impactos ambientais. Áreas de atuação O Engenheiro Eletrônico é habilitado para trabalhar: Em empresas de automação e controle. No mercado industrial e de sistemas de automação predial. Na fabricação e aplicação de máquinas e equipamentos elétricos e eletrônicos. Em áreas que envolvam componentes, equipamentos e sistemas eletrônicos. No desenvolvimento de softwares para equipamentos. Na operação e na manutenção de equipamentos eletrônicos e no desenvolvimento de circuitos digitais e analógicos. Com projetos de circuitos eletrônicos específicos e microeletrônicos e desenvolvimento de instrumentos de medidas. No desenvolvimento de sistemas de controle de processos físicos e químicos. Com sistemas de áudio/vídeo e comunicação de dados. Com hardware e software de sistemas computacionais e processamento de sinais-imagem. Legislação pertinente Lei 5.194/66. Resolução CNE/CES 11/2002. Leia o artigo a seguir, que reflete sobre a teoria e prática da engenharia: http://observatoriodaimprensa.com.br/interesse- publico/_ed787_oportunidade_para_o_reencontro_entre_teoria_ e_pratica/ Assista também à reportagem sobre engenharia elétrica a seguir: https://www.youtube.com/watch?v=qkIeM4I3zhM No material on-line, o professor Juliano dará seu parecer sobre este tema! Confira! Remuneração Um tema tem sido recorrente no mercado de trabalho: “O Brasil precisa de engenheiros. ” Entretanto, não existe uma tabela com valores que sejam usados no dia a dia. São muitas variáveis que compõem a remuneração de um engenheiro eletrônico na indústria ou no seu campo de trabalho. Experiência, técnica, jogo de cintura, trabalho em equipe, motivação, entre outras, são características procuradas e valiosas no mercado. Atualmente inovação, criatividade e empreendedorismo têm feito sucesso também. Nesse momento, já devemos perceber que a remuneração depende de vários fatores, inclusive o momento econômico da empresa. Porém, é certo que: Quanto mais qualificado o engenheiro, maior a probabilidade de negociação em carreiras horizontais e verticais. Mas você conhece a diferença entre estes tipos de carreira? Carreira horizontal A promoção horizontal consiste na troca de cargo entre áreas diferentes na empresa ou ainda aumento salarial por mérito. Para tal, demonstrar um ótimo rendimento por médios e longos períodos de tempo tende a funcionar. As promoções horizontais acontecem somente em empresas que possuem seus cargos e salários organizados e bem definidos. Carreira vertical A promoção vertical consiste em ocupar cargos de maior importância e responsabilidade dentro de uma empresa. Ou seja, dentro da estrutura de cargos de uma empresa, é “subir” de nível. Um exemplo disto é quando um auxiliar administrativo passa a ser um assistente administrativo. Para que esse tipo depromoção ocorra, o ideal é que o profissional melhore seu currículo através do ingresso em um curso de graduação ou de especialização. Algumas funções do engenheiro eletrônico na indústria são: Estagiário de Engenharia eletrônica O estágio ajuda o estudante de engenharia a adquirir experiência e entender os trâmites empresariais. Existem modalidades de estágio não remunerado e remunerado. Normalmente o estagiário tem direitos trabalhistas e carga horária reduzida, mas tudo isso é definido em contrato determinado de trabalho. Remuneração: gira em torno de um a dois salários vigentes. Assistente de Engenharia eletrônica É um profissional com contrato indeterminado, diferente do estagiário, e detém maior responsabilidade em sua função dentro da empresa. Normalmente não assume projetos inteiros, porém auxilia diretamente a equipe de engenharia a resolvê-los. Tem a motivação de conhecer todas as rotinas e deveres da função de um engenheiro eletrônico. Em algumas empresas, essa função tem o nome de engenheiro eletrônico Trainee. Remuneração: gira em torno de dois a três salários vigentes. Engenheiro eletrônico Júnior Normalmente profissional recém-formado ou no início da carreira, detentor de pouca ou nenhuma experiência. Está numa situação de primeiro emprego ou mudança de área. Remuneração: gira em torno de 6 salários vigentes. Engenheiro eletrônico Pleno Profissional com experiência mínima de dois anos, nível de responsabilidade maior que o Engenheiro Júnior. Assume projetos completos e começa a se tornar referência para outros engenheiros. Remuneração: gira em torno de 10 salários vigentes. Engenheiro eletrônico Sênior Cargo com alta responsabilidade, profissional que sabe de todos os processos da empresa, tem uma experiência considerável pela participação em vários processos e tomada de decisões estratégicas para o desenvolvimento de vários projetos. Remuneração: acima de 10 salários vigentes. Gestor de Engenharia Eletrônica Cargo que depende de características de engenheiro Sênior com as capacidades de chefia e liderança. Um cargo mais gerencial, se desligando da parte técnica e assumindo tarefas estratégicas e gerenciais que visam o crescimento de um setor inteiro na empresa. Remuneração: acima de 10 salários vigentes. É importante citar que os valores indicados são apenas para referência, pois não são tabelados. O engenheiro eletrônico tem uma infinidade de oportunidades, até mesmo pela demanda crescente de engenheiros no mercado de trabalho brasileiro, então essa separação de forma restrita e imutável não é regra a ser seguida à risca. Qualquer profissional pode começar como engenheiro Júnior e ir direto para o Sênior sem passar pelo Pleno, ou seja, é determinante o quanto se esforça para obter valor no mercado de trabalho. Se o engenheiro eletrônico tiver uma veia de empreendedorismo pode criar um negócio próprio. Existem inúmeras oportunidades como startups (uma empresa embrionária, que conta com projetos promissores ligados à pesquisa, investigação e desenvolvimento de ideias inovadoras), vendas, prestação de serviços ou consultoria. Desta maneira, o profissional pode ter ganhos que não sejam atrelados a variáveis estáticas. Nesse sentido é interessante o engenheiro eletrônico sempre se aprimorar, ter garra e força de vontade que será recompensado. Para mais informações importantes sobre o salário, acesse os materiais a seguir: Os salários dos engenheiros no Brasil http://exame.abril.com.br/carreira/noticias/quanto-ganham-os- engenheiros-no-brasil Salário Mínimo Profissional – Senge/PR http://www.senge-pr.org.br/salario-minimo-profissional/ Acessando o material on-line, preste atenção às contribuições do professor Juliano! Histórico Antes de adentrarmos no histórico da engenharia elétrica, convém citar uma definição de Eletrônica: Eletrônica é o campo da ciência e da engenharia que trata dos dispositivos eletrônicos e de sua utilização e a parte da física que estuda e utiliza as variações de grandezas elétricas para captar, transmitir e processar informações. Trata dos circuitos elétricos e instrumentos constituídos por: Válvulas termiônicas Dispositivos semicondutores (tais como transistores, termistores e circuitos integrados) Tubos de raios catódicos e outros componentes, entre os quais aqueles baseados no efeito fotoelétrico (células fotoelétricas, válvulas fotomultiplicadoras, etc.). A origem dos aparelhos eletrônicos remonta às pesquisas de Thomas Alva Edison, que em 1883 descobriu o que chamamos hoje de "Efeito Edison", ou efeito termiônico. Ele demonstrou a formação de uma corrente elétrica fraca no vácuo parcial entre um filamento aquecido e uma placa metálica. A corrente era unidirecional e cessava se a polaridade do potencial entre o filamento e a chapa fosse invertida. Ficou comprovado que os transmissores da eletricidade estavam eletrizados. Mais tarde, estes transmissores receberam o nome de elétrons. Confira o desenvolvimento inicial da Eletrônica: 1887 Heinrich Hertz, durante as suas experiências com arcos voltaicos, observa que a luz emitida durante a descarga de alta voltagem de um arco elétrico influía consideravelmente na descarga produzida por outro arco menor, colocado diante dele. No momento em que o menor deixaria de receber a luz da descarga do maior, produzia-se uma faísca muito mais curta do que enquanto iluminado. Iniciou-se assim o estudo da Foto eletricidade. 1888 William Hallwachs demonstra que um eletroscópio com esfera de zinco perde sua carga negativa se a esfera for exposta à luz ultravioleta. O fenômeno tornou-se conhecido como "Efeito Hallwachs" e determinou serem negativas (elétrons) as cargas emitidas pela esfera de zinco sob a ação do ultravioleta. 1889 Elster e Geitel, físicos alemães, estudam o fenômeno e observam que os metais alcalinos sódio e potássio emitem elétrons também sob influência da luz comum. Trabalham juntos pesquisando a ionização da atmosfera e o efeito fotelétrico. Descobriram o fenômeno da descarga de um eletroscópio na proximidade de um rádio elemento e enunciaram, em decorrência dessa observação, a Lei do Decrescimento Radioativo. 1897 J. A. Fleming, físico inglês, faz a primeira aplicação prática do "Efeito Edison". É considerado um dos pioneiros da radiotelegrafia. Usa a propriedade unidirecional da corrente movida a elétrons para criar um detector de sinais telegráficos. 1899 Jonathan Zenneck, físico alemão, contribuiu para o desenvolvimento na radiotelefonia e das técnicas de alta frequência na Alemanha. Inventou o medidor de ondas elétricas e um processo para multiplicação das frequências. 1904 A válvula de Fleming é a origem do tubo díodo. Esse aparelho foi a origem de todas as válvulas utilizadas em telecomunicações. Ele criou também um ondímetro, um amperímetro térmico para correntes de alta frequência e um manipulador de indução variável. Deve-se a ele a regra, hoje clássica, dos "três dedos", que dá o sentido das forças eletromagnéticas. Essa regra é usada para a determinação do campo magnético, a partir do produto vetorial da carga e do campo elétrico. 1905 Elster e Geitel construíram a primeira célula fotoelétrica de utilização prática de elementos alcalinos; criaram o primeiro fotômetro fotoelétrico e um transformador Tesla. Lee de Forest, inventor norte-americano, se lançou à promoção da radiocomunicação,organizando uma companhia telegráfica. Fracassou nessa primeira tentativa, mas desenvolveu o Tubo de Braun e criou o osciloscópio catódico, origem dos cinescópios dos atuais aparelhos de televisão. 1906 Lee de Forest inventa a lâmpada de três eletrólitos ou tríodo. Acrescenta um terceiro eletrólito (grade) à válvula de Fleming. A utilidade dessas válvulas como geradores, amplificadoras e detectores foi aos poucos impondo-se. 1907 Lee de Forest expõe sua teoria da difusão das ondas elétricas. Depois da Segunda Guerra Mundial, constrói a primeira estação ionosférica alemã. 1910 Lee de Forest transmite a voz do maior tenor de todos os tempos, Caruso. Mas só com a primeira Guerra Mundial sua invenção tornou-se amplamente utilizada e foi produzida em larga escala. Inventa também o fonofilme, aparelho precursor na indústria do sistema falado. Conforme o século XX avançava, as pesquisas e desenvolvimentos na área também se aprofundavam. Algumas contribuições importantes desta época foram: Edwin Howard Armstrong Engenheiro eletrônico norte-americano, desenvolveu um sistema radiofônico de frequência modulada, diminuindo as interferências nas transmissões e aumentando o nível de som. Tem como invenções no campo da radiotelefonia: Circuito regenerativo (1912) Circuito super-heteródino (1918) Circuito superregenerativo (1920) Vladimir Zworykin Engenheiro e inventor russo, a partir de suas invenções se desenvolveu todo o sistema eletrônico da televisão moderna. É o primeiro a conseguir transformar uma imagem em uma corrente elétrica. Teve como importante trabalho a aplicação da eletrônica à medicina. Inventor do iconoscópio, ponto de partida para o sistema de televisão, colaborou na elaboração de outros equipamentos eletrônicos, como o microscópio eletrônico. Sir Robert Alexander Watson-Watt Físico escocês, concebeu um sistema de detecção de um objeto e de medida da distância por intermédio de ondas eletromagnéticas em 1925. Dessa forma nasceu o RADAR (RAdio Detection And Ranging), cujas primeiras estações foram instaladas na Inglaterra. Nos anos seguintes os aparelhos que produzem e detectam ondas eletromagnéticas - sobretudo curtas e ultracurtas - são desenvolvidos e as teorias de modulação aprofundadas: Em 1927, Carson empreende estudos matemáticos relativos ao transporte de um sinal por uma corrente elétrica portadora (modulação). A modulação de frequência é prevista por Armstrong em 1928. A modulação de uma mesma onda portadora por várias comunicações telefônicas simultâneas permite o surgimento da técnica das comunicações múltiplas com um mesmo suporte material, colocando o telefone à disposição do grande público. Blumldin e Schönberg desenvolvem em 1930 um sistema comercial para tratar a imagem elétrica produzida pelo tubo de Zworykin, permitindo o transporte à distância e a reconstituição local. Manfred Barthélemy, físico francês, é considerado um dos criadores da televisão na França. Dedicou-se primeiro à criação de aparelhos de medição e depois à radiofonia. Durante a Primeira Guerra Mundial, Manfred construiu instrumentos emissores e participou da instalação do centro de comunicação na Torre Eiffel. Manfred interessou-se em seguida pela televisão, aperfeiçoando o dispositivo do escocês John Baird, e foi encarregado de uma emissão regular de TV em 1935. Por ocasião da Segunda Guerra Mundial, realizou pesquisas sobre radares. Mais tarde, criou o isoscópio, um tubo aperfeiçoado para a TV. Manfred e René elaboraram a transformação da imagem elétrica em imagem luminosa, o que permitiu o desenvolvimento e produção de câmaras, amplificadores, geradores de sinais de imagem, sinais de linha, sinais de sincronização, multiplicadores de frequência, etc. Neste ponto, os transistores (na verdade os semicondutores em geral) revolucionaram a eletrônica. Em poucos anos, o invento se disseminaria por todo o parque industrial e permitiria uma onda de inovações tecnológicas sem precedentes. Transistores são dispositivos simplificados baseados no comportamento elétrico de semicondutores. Eles são responsáveis pela amplificação dos sinais nos circuitos. Substituem as válvulas, hoje em dia, na maioria das aplicações. Os transistores substituíram as válvulas eletrônicas. Os rádios portáteis, então possíveis, traziam estampada a expressão 'Solid State' (estado sólido), em referência à ausência de válvulas, já que seus circuitos eram construídos com cristais (sólidos, sem vácuo ou preenchimento com gases). Nascia a era da microeletrônica e isso revolucionaria a computação. Apesar do desenvolvimento de computadores digitais estar enraizado no ábaco e em outros instrumentos de cálculo anteriores, foi creditado a Charles Babbage o design do primeiro computador moderno. Saiba mais sobre as contribuições de Babbage no artigo a seguir: http://www.tecmundo.com.br/historia/16641-charles-babbage-um- cientista-muito-alem-de-seu-tempo.htm Confira alguns marcos importantes da história da informática no final do século XX: 1939: O primeiro computador totalmente automático, Mark I, ou Automatic Sequence Controlled Calculator, é iniciado em 1939 na Universidade de Harvard, por Howard Aiken. 1946: O primeiro computador digital eletrônico, ENIAC - Electronic Numeral Integrator and Calculator - que usava centenas de válvulas eletrônicas, é completado na Universidade da Pensilvânia. 1951: O UNIVAC (UNIversal Automatic Computer) se torna o primeiro computador a lidar com dados numéricos e alfabéticos com igual facilidade. Também foi o primeiro computador disponível comercialmente, usado no censo americano da década de 50. Anos 60: Os computadores de primeira geração foram suplantados pelos transistorizados entre o fim da década de 50 e início da década de 60. Esses computadores de segunda geração já eram capazes de fazer um milhão de operações por segundo. Anos 70: Os computadores de terceira geração, com circuitos integrados, foram substituindo os anteriores, de meados dos anos 60 até a década de 70. Anos 80: Década foi caracterizada pelo desenvolvimento do microprocessador e pela evolução dos minicomputadores, microcomputadores e computadores pessoais, cada vez menores e mais poderosos. Percebemos que, no decorrer dos anos, a eletrônica assumiu grande importância em nossas vidas. Tudo que está ao nosso redor está envolvido de alguma forma com a eletrônica, que facilitou o nosso dia a dia. Os componentes eletrônicos foram realmente uma descoberta marcante, nos proporcionando um imenso avanço tecnológico e simplificando nosso modo de viver. Para reforçar seus conhecimentos sobre a história da engenharia, não deixe de acessar os seguintes materiais complementares: A história da Engenharia no Brasil e no mundo http://senge-go.org.br/a-historia-da-engenharia-no-brasil-e-no- mundo/ Memória da Engenharia https://www.youtube.com/watch?v=tVbsAMtm0rg Para finalizar este tema, assista ao vídeo do professor Juliano acessando o material on-line! Trocando ideias Como vão os seus estudos? Até agora foram tratados de assuntos relacionados a engenharia eletrônica e agora queremos saber sua opinião! O que te motiva para estudar engenharia elétrica? Por que escolheu a carreira de exatas? O que já conhecia sobre essa carreira? Na prática Começa agora uma carreira profissional fantástica! Engenheiros,assim como as outras profissões, transformam o mundo. Mas nada vem de graça ou somente por sorte; deve-se ter esforço e dedicação. Para nossa atividade, você deve escolher 5 termos que você leu no texto. Por exemplo: 1. Frequência 2. Filamento 3. Semicondutores 4. Vácuo 5. Amplificador A seguir procure, na internet ou qualquer fonte de pesquisa, as definições dos termos. O objetivo dessa atividade é a criação de um método de pesquisa – uma das importantes competências do engenheiro. Síntese Nesta aula, foram abordados assuntos correlatos à engenharia eletrônica: a definição de engenharia eletrônica, papel do engenheiro na sociedade, perfil do egresso, remuneração e histórico da engenharia eletrônica. Esses assuntos abriram as portas para um novo mundo: A vida de Engenheiro. A vida de um engenheiro é um livro aberto, pois tem muito a estudar e se desenvolver, mas como disse Miguel de Cervantes: “Estar preparado é a metade da vitória”. Tenha certeza de que vale a pena! Bons estudos e até a próxima aula! Por fim, confira os comentários gerais do professor Juliano no material on-line! Referências BAZZO, W. A.; PEREIRA, L.T.V. Introdução à Engenharia. UFSC, 2ª edição, Florianópolis, 2009. BARROS, A. P.; LEHFELD, N. A. S. Fundamentos de Metodologia. Pearson, 3ª edição, 2007. BASTOS, Lília Da Rocha; PAIXÃO, Lyra; FERNANDES, Lúcia Monteiro; DELUIZ, Neise. Manual para a Elaboração de Projetos e Relatórios de Pesquisa, Teses. Dissertações, LTC, 6ª Edição, Rio de Janeiro, 2003. HOLTZAPPLE, Mark T., REECE, W. Dan. Introdução à Engenharia. Rio de Janeiro: LTC, 2006. GIL, Antônio Carlos. Como Elaborar Projetos De Pesquisa. São Paulo: Atlas, 5ª edição, 2010. Referenciais nacionais dos cursos de engenharia. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/dmdocuments/referenciais.pdf
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