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CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA Disciplina: Eletromagnetismo Período: 5º EMENTA Conceitos básicos de Análise Vetorial, Lei de Coulomb e Campo Elétrico, Lei de Gauss, Potencial Elétrico, Corrente Elétrica, Condutores e Dielétricos. Campo Magnético Estacionário, Forças magnéticas, Circuitos Magnéticos, Indutância. OBJETIVOS DA DISCIPLINA Estudar os conceitos fundamentais do eletromagnetismo que servem como base para a formação profissional do aluno. PROGRAMA DETALHADO UNIDADE 1 – CONCEITOS BÁSICOS DE ANÁLISE VETORIAL, LEI DE COULOMB E INTENSIDADE DE CAMPO ELÉTRICO Objetivos Revisar os conceitos e operações vetoriais utilizados no estudo do eletromagnetismo. Avaliar forças entre cargas elétricas no vácuo ou espaço livre e determinar o campo elétrico associado com distribuições contínuas de carga. Conteúdos 1.1 Escalares e vetores; sistema de coordenadas cartesianas; vetor posição e vetor distância; adição e subtração de vetores; multiplicação de um vetor por um escalar; multiplicação vetorial (produto escalar e produto vetorial); campo escalar e campo vetorial; elementos diferenciais de linha, superfície e volume; derivada direcional, gradiente, divergente, laplaciano e rotacional; sistema de coordenadas cilíndricas; sistema de coordenadas esféricas. 1.2 Lei de Coulomb; campo elétrico; princípio da superposição. 1.3 Campos elétricos de distribuições contínuas de carga. UNIDADE 2 – DENSIDADE DE FLUXO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS E DIVERGÊNCIA; POTENCIAL ELÉTRICO Objetivos Introduzir o conceito de fluxo elétrico e densidade de fluxo elétrico. Definir diferença de potencial e potencial. Conteúdos 2.1 Densidade de fluxo elétrico; Lei de Gauss. 2.2 Energia gasta na movimentação de uma carga pontual em um campo elétrico; definição de diferença de potencial e potencial. 2.3 Campo potencial de uma carga pontual e de um sistema de cargas; potencial de um dipolo elétrico; gradiente do potencial. UNIDADE 3 – CONDUTORES E DIELÉTRICOS Objetivos Estudar os materiais condutores ao descrever os parâmetros que relacionam corrente a campo elétrico aplicado. Estudar o efeito de um campo elétrico em materiais isolantes ou dielétricos. Avaliar as condições de fronteira para os campos nas interfaces entre dielétricos. Conteúdos 3.1 Corrente e densidade de corrente. 3.2 Classificação dos materiais quanto à condutividade; polarização em dielétricos; densidade de fluxo elétrico em materiais polarizáveis; constante dielétrica. 3.3 Condições de fronteira; equações de Poisson e Laplace. UNIDADE 4 – CAMPO MAGNÉTICO ESTACIONÁRIO; FORÇAS MAGNÉTICAS, MATERIAIS E INDUTÂNCIA Objetivos Definir o campo magnético e mostrar como ele pode ser produzido por cargas em movimento e pode exercer forças em cargas em movimento. Estudar os variados tipos de materiais magnéticos. Analisar circuitos magnéticos elementares e apresentar os conceitos de indutância própria e mútua. Conteúdos 4.1 Polaridade magnética e campo magnético; Lei de Biot-Savart; Lei circuital de Ampère; classificação dos materiais quanto ao magnetismo; fluxo magnético; densidade de fluxo magnético; magnetização em materiais; curva de histerese. 4.2 Força em uma carga em movimento; Equação de força de Lorentz; força em um elemento diferencial de corrente. 4.3 Circuitos magnéticos; indutância. METODOLOGIA Aulas expositivas, podendo contar com o apoio de transparências, além do desenvolvimento de trabalhos individuais e em grupo. ATIVIDADES DISCENTES Resolver listas de exercícios, questões e problemas. Participar de estudos dirigidos em sala de aula. Seminários. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO Avaliações (A1, A2 e A3), de acordo com os critérios estabelecidos pela Universidade. BIBLIOGRAFIA BÁSICA HAYT, W. H.; BUCK, J. A., Eletromagnetismo. Editora McGrawHill, 8ª edição, 2013 SADIKU, M. N. O., Elementos de Eletromagnetismo. Editora Bookman, 5ª edição, 2012 EDMINISTER, J. A.; NAHVI, M., Eletromagnetismo. Editora Bookman, 3ª edição, 2013 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR WENTWORTH, S. M., Fundamentos de Eletromagnetismo com Aplicações em Engenharia. Editora LTC, 1ª edição, 2006 KRAUS, J. D., CARVER K.R. Eletromagnetismo. Editora Guanabara, 2ª edição, 1986 QUEVEDO, C. P., Eletromagnetismo. Edições Loyola, 1ª edição , 1993 SILVA, C.E.; SANTIAGO, A.J.; MACHADO, A.F.; ASSIS, A.S., Eletromagnetismo – Fundamentos e Simulações. Pearson Education do Brasil, 1ª edição, 2014 WINTERLE, P., Vetores e Geometria Analítica. Pearson Education do Brasil, 2ª edição, 2014 PROGRAMA DETALHADO Professor: Luciana Rios - 01/2018 Fevereiro Dia Conteúdo 6 Apresentação do curso CONCEITOS BÁSICOS DE ANÁLISE VETORIAL, LEI DE COULOMB E INTENSIDADE DE CAMPO ELÉTRICO - Escalares e vetores; sistema de coordenadas cartesianas; vetor posição e vetor distância; adição e subtração de vetores; multiplicação de um vetor por um escalar; multiplicação vetorial (produto escalar e produto vetorial); campo escalar e campo vetorial; elementos diferenciais de linha, superfície e volume; derivada direcional, gradiente, divergente, laplaciano e rotacional; sistema de coordenadas cilíndricas; sistema de coordenadas esféricas. Lei de Coulomb; campo elétrico; princípio da superposição. Exercícios. 20 CONCEITOS BÁSICOS DE ANÁLISE VETORIAL, LEI DE COULOMB E INTENSIDADE DE CAMPO ELÉTRICO - Campos elétricos de distribuições contínuas de carga. Exercícios. 27 DENSIDADE DE FLUXO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS E DIVERGÊNCIA; POTENCIAL ELÉTRICO - Densidade de fluxo elétrico; Lei de Gauss. Exercícios. Março Dia Conteúdo 6 DENSIDADE DE FLUXO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS E DIVERGÊNCIA; POTENCIAL ELÉTRICO - Energia gasta na movimentação de uma carga pontual em um campo elétrico; definição de diferença de potencial e potencial. Exercícios. 13 DENSIDADE DE FLUXO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS E DIVERGÊNCIA; POTENCIAL ELÉTRICO - (continuação) Energia gasta na movimentação de uma carga pontual em um campo elétrico; definição de diferença de potencial e potencial. Exercícios. 20 DENSIDADE DE FLUXO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS E DIVERGÊNCIA; POTENCIAL ELÉTRICO - Campo potencial de uma carga pontual e de um sistema de cargas; potencial de um dipolo elétrico; gradiente do potencial. Exercícios. 27 DENSIDADE DE FLUXO ELÉTRICO, LEI DE GAUSS E DIVERGÊNCIA; POTENCIAL ELÉTRICO - (continuação) Campo potencial de uma carga pontual e de um sistema de cargas; potencial de um dipolo elétrico; gradiente do potencial. Exercícios. Abril Dia Conteúdo 3 Revisão e esclarecimento de dúvidas para a A1. Discussão das listas de exercícios. 10 Avaliação A1 (questões objetivas e discursivas) 17 Vista e entrega de prova – A1 CONDUTORES E DIELÉTRICOS - Corrente e densidade de corrente. Exercícios. 24 CONDUTORES E DIELÉTRICOS - Classificação dos materiais quanto à condutividade; polarização em dielétricos; densidade de fluxo elétrico em materiais polarizáveis; constante dielétrica. Exercícios. Maio Dia Conteúdo 8 CONDUTORES E DIELÉTRICOS - Condições de fronteira. Exercícios. 15 CAMPO MAGNÉTICO ESTACIONÁRIO; FORÇAS MAGNÉTICAS, MATERIAIS E INDUTÂNCIA - Polaridade magnética e campo magnético; Lei de Biot-Savart; Lei circuital de Ampère; classificação dos materiais quanto ao magnetismo; fluxo magnético; densidade de fluxo magnético; magnetização em materiais; curva de histerese. Exercícios. 22 CAMPO MAGNÉTICO ESTACIONÁRIO; FORÇAS MAGNÉTICAS, MATERIAIS E INDUTÂNCIA - Força em uma carga em movimento; Equação de força de Lorentz; força em um elemento diferencial de corrente. Exercícios. 29 CAMPO MAGNÉTICO ESTACIONÁRIO; FORÇAS MAGNÉTICAS, MATERIAIS E INDUTÂNCIA - Circuitos magnéticos; indutância. Exercícios. Junho DiaConteúdo 5 Revisão e esclarecimento de dúvidas para a A2. Discussão das listas de exercícios. 12 Avaliação A2 (questões objetivas e discursivas) 19 Vista e entrega de prova – A2. Revisão e esclarecimento de dúvidas para a A3. 26 Avaliação A3 (questões objetivas e discursivas) PROGRAMA DETALHADO
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