Eletromagnetismo

Conhecimentos de Base Recomendados

Matemática: Cálculo vetorial, cálculo diferencial e integral, sistemas de coordenadas ortogonais, operadores diferenciais e integrais.

Física: Cinemática, dinâmica da partícula e do corpo rígido, trabalho e energia.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas onde é feita uma exposição teórica de cada conteúdo, contendo uma breve revisão histórica e bastantes exemplos de aplicação.
Nas aulas teórico-práticas serão resolvidos exercícios de aplicação das matérias lecionadas nas aulas teóricas. Será incentivada a análise crítica e discussão dos resultados obtidos. Serão propostos exercícios complementares para resolução fora das aulas.
Nas aulas laboratoriais, os alunos realizam trabalhos práticos em pequenos grupos, com a supervisão do docente.

Resultados de Aprendizagem

Nesta Unidade Curricular serão adquiridas competências relativas à compreensão da Natureza no domínio do Eletromagnetismo, com ênfase nos conceitos tecnologicamente mais importantes.
O aluno deverá assimilar os conteúdos apresentados nas aulas teóricas, identificá-los em exemplos e aplicá-los na resolução de exercícios teórico-práticos, justificando os resultados obtidos.
A realização de trabalhos experimentais confere várias competências ao aluno: aquisição autónoma de conhecimento na preparação do trabalho; utilização de ferramentas informáticas de aquisição e análise de dados; manipulação de materiais e instrumentos de medida; interpretação de dados (incluindo análise estatística e análise de erros); competências pessoais e interpessoais de relacionamento com os colegas de grupo e com o professor, designadamente na discussão crítica dos resultados.
A comunicação de ciência, de forma oral e escrita, é exercitada ao longo das aulas.

Programa

1. Recapitulações de Análise Vetorial

Cálculo Vetorial

Operadores diferenciais e integrais.

Sistemas de coordenadas cartesianas, cilíndricas e esféricas.

 

2. Introdução ao Eletromagnetismo

Fenomenologia do Eletromagnetismo.

Relações eletromagnéticas fundamentais.

 

3. Eletrostática

Lei de Coulomb.

Lei de Gauss.

Equações de Poisson e de Laplace.

Condutores.

Condensadores.

Materiais dielétricos.

 

4. Corrente Elétrica

A lei de conservação da carga.

Lei de Ohm.

 

5. Magnetostática

Lei de Biot-Savart.

Lei de Ampére.

Campo magnético em materiais diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos.

 

6. Força Magnética

Movimento ciclotrónico.

Força magnética sobre correntes e sobre espiras planas.

 

7. Indução Eletromagnética

Força eletromotriz induzida em condutores em movimento.

Efeito de Hall.

Leis de Faraday e de Lenz.

Auto‑indução. Indução mútua.

 

8. Radiação Eletromagnética

Equações de Maxwell no vazio.

Energia do campo eletromagnético. Vetor de Poynting.

Docente(s) responsável(eis)

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

Villate, J. (1999). Electromagnetismo, McGraw-Hill, Portugal, ISBN: 972-773-010-8

Lorrain, P., Corson, D. e Lorrain, F., (2000). Campos e Ondas Electromagnéticas, Ed. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.

Brito, L., Fiolhais, M. e Providência, C., (1999). Campo Electromagnético, Ed. McGraw-Hill de Portugal

Mosca e Tipler, Física para cientistas e engenheiros (volume 2, 6ª edição) Editora LTC, ISBN: 9788521617112.

Feynman, R.P. (1964) The Feynman Lectures on Physics. (Volume 2). Addison-Wesley, Reading, Massachusetts.

Spiegel, M. R. (1959). Vector Analysis and an introduction to tensor analysis, Schaum Publishing Company.

Apontamentos vários elaborados pelos docentes.