Noções de Eletricidade e Eletrónica

Materiais, física e matemática.

Aulas de caráter teórico: método expositivo, com apoio de diapositivos ou quadro/marcador, desenvolvendo as competências por lições como discussão.

Aulas práticas: realização de trabalhos práticos para aquisição de competências práticas em circuitos elétricos, medição de grandezas (corrente/tensão), utilização de aparelhos de medida; análise de resultados experimentais e identificação de principais leis aplicadas à resolução de circuitos elétricos; metodologias de resolução de circuitos elétricos de complexidade variável, sem/com recurso a sistemas de equações lineares/formulação matricial e sua resolução com apoio de calculadoras científicas ou outras ferramentas adequadas.

Objetivos

A unidade curricular Noções de Eletricidade e Eletrónica introduz os conceitos fundamentais e basilares de Eletricidade e de Eletrónica. Assim, pretende-se que o aluno analise circuitos e dispositivos elétricos, quer em corrente contínua, CC, quer em corrente alternada, AC, recorrendo aos métodos de resolução de circuitos.

A disciplina compreende ainda o ensino dos conceitos básicos de medição de grandezas elétricas e as suas relações mais importantes, fornecendo as valências fundamentais associadas ao conhecimento das grandezas elétricas envolvidas na teoria de circuitos.

Na vertente da Eletrónica pretende-se que o aluno compreenda o funcionamento básico e conheça as principais características dos dispositivos semicondutores (díodo, transístor bipolar e FET), devendo ser capaz de analisar circuitos eletrónicos básicos. Deve ser capaz de utilizar corretamente equipamento de teste e medida.

Competências

Ter capacidade para compreender, dimensionar, instalar, operar e manter dispositivos, circuitos, equipamentos e sistemas elétricos e eletrónicos.

Conhecer e saber utilizar equipamentos ou instrumentação de teste e de medida de grandezas elétricas.

A Eletrotecnia e a Engenharia. Introdução aos circuitos elétricos. Variáveis do circuito. Elementos do circuito. Corrente continua.

Unidades do sistema internacional. Noção de carga elétrica, circuito elétrico, elementos passivos e elementos ativos. Fontes ideais: independentes e dependentes. Tensão elétrica e corrente elétrica. Potencia elétrica e energia. Sentido convencionado para a corrente.

Resistência elétrica, Lei de Ohm. Associação de resistências: resistências em serie e resistências em paralelo. Leis de Kirchhoff: lei das malhas e lei dos nós. Indutâncias (bobinas): característica tensão corrente. Capacitâncias (condensadores): característica tensão corrente.

Ondas sinusoidais: período, velocidade angular, frequência e desfasamento. Valor eficaz de uma onda sinusoidal. Transformada de Steinmetz. Impedância de um circuito.

Métodos de análise de circuitos. Análise de circuitos DC. Teorema de Thevenin e Norton.

Sinais sinusoidais e análise de circuitos de corrente alternada.

Semicondutores – Bandas de energia; mobilidade e condutividade. Noção de dopante, aceitadores e Dadores.

Díodo Semicondutor – A junção PN e as suas características; princípio de funcionamento, curvas características e aplicações. Díodo retificador, Schottky, zener, LED e fotodíodo e suas aplicações. Circuitos limitadores. Retificadores monofásicos: meia-onda, onda completa e em ponte. Filtragem capacitiva.

Transístores Bipolares de Junção (BJT) – Constituição interna e princípio de funcionamento. Curvas características e regiões de funcionamento: corte, activa e saturação. Polarização e estabilidade do ponto de funcionamento em repouso de BJTs. Circuitos de aplicação.

Transístores de Efeito de Campo (FET) – Tipos de FETs: de junção e MOS e sua constituição interna. Curvas características e regiões de funcionamento: bloqueio, estrangulamento e saturação. Polarização e estabilidade. Circuitos de aplicação. Interfaces de potência. Outras aplicações.

NAO

MATTHEW SADIKU, CHARLES ALEXANDER, SARHAN MUSA, “Applied Circuit Analysis”, Science Engineering & Math; McGraw-Hill Higher.

Education, 1 edition (1 July 2012). ISBN-13: 978-0071317825.

WILLIAM HAYT, JACK KEMMERLY, STEVEN DURBIN, “Engineering Circuit Analysis”, eighth edition, McGraw-Hill Higher Education 2012. ISBN: 9780071317061.

A. H. ROBBINS AND W.C. MILLER, “Circuits Analysis: Theory and Practice”, 3rd Edition, Clifton Park, NY, Thomson, Delmar Learning, 2004.

EDMINISTER, J. A. “Teoria e problemas de Circuitos Eléctricos”, Bookman Companhia Ed, 2005, ISBN 8536305517, 9788536305516.

Robert Boylestad e Louis Nashelsky, Dispositivos Electrónicos e Teoria dos Circuitos, Quinta Edição, Prentice-Hall do Brasil.

Stanley G. Burns e Paul. R. Bond, Principles of Electronics Circuits, Second Edition, PWS Publishing Company.

Malvino, Princípios de Electrónica, Vol. 1 e 2, Sexta Edição, McGraw-Hill.

Textos de apoio fornecidos pelos docentes.