Conhecimentos de Base Recomendados
Matemática: Cálculo vetorial, cálculo integral e diferencial.
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. Os alunos serão convidados a participar nas aulas, expondo as suas sugestões e dúvidas, discutindo os assuntos com os colegas e com a docente.
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. Em cada aula serão indicados outros exercícios de aplicação para casa (T. P. C.) para os alunos complementarem e solidificarem os conhecimentos adquiridos nas aulas.
Nas aulas laboratoriais, os alunos realizam trabalhos práticos em pequenos grupos. A realização de trabalhos experimentais confere várias competências ao aluno, nomeadamente 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.
Resultados de Aprendizagem
Objetivos gerais
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.
Módulo I
Aquisição de competências relativas à compreensão da Natureza no domínio dos fenómenos eletromagnéticos, com ênfase nos conceitos tecnologicamente mais importantes.
Módulo II
Estudar o funcionamento em regime permanente dos transformadores e das máquinas rotativas de corrente contínua. No final do semestre, os alunos devem saber descrever a constituição e o princípio de funcionamento de transformadores e de motores de corrente contínua, indicar os seus campos de aplicação e efetuar cálculos associados ao seu funcionamento em regime permanente, bem como em analisar sistemas trifáficos.
Programa
Módulo I
Recapitulações de Análise Vetorial.
Fenómenos eletromagnéticos e aplicações técnicas.
Introdução ao eletromagnetismo. Cargas. Correntes. Campos.
Indução elétrica em sistemas de condutores. Condensadores.
Corrente elétrica. Lei de Ohm.
Geração de campo magnético. Magnetes e eletromagnetes.
Comportamento eletromagnético dos materiais.
Forças magnéticas. Motor DC. Motor de indução.
Indução magnética. Transformador ideal.
Radiação eletromagnética.
Trabalhos práticos sobre dois dos seguintes temas:
o Forças magnéticas entre campos e correntes.
o Indução magnética.
o Eletrostática
o Tubo de Thomson
Módulo II
1. Circuitos Trifásicos
Sistema trifásico de tensões. Formas básicas de circuitos trifásicos. Valores de fase e de linha. Relações entre as tensões e as correntes em sistemas trifásicos. Potência ativa, reativa e aparente. Análise de sistemas equilibrados e desequilibrados.
2. Transformador monofásico
Constituição. Princípio de funcionamento. Equações de funcionamento. Circuito equivalente do transformador real. Definição das grandezas características em regime nominal. Determinação das quedas de tensão e das características externas. Perdas e rendimento. Ensaios económicos. Agrupamento em paralelo.
3. Transformador trifásico
Banco trifásico e unidade trifásica. Núcleo do transformador trifásico. Tipos de transformador trifásico, quanto à ligação dos enrolamentos. Funcionamento do transformador em regime simétrico. Agrupamento em paralelo.
4. Introdução às máquinas rotativas de corrente contínua
Princípios de conversão eletromecânica de energia. Balanço de energia. Constituição. Princípio de funcionamento. Aspetos do circuito elétrico e do circuito magnético. Potências, binários e rendimentos. Análise energética dos motores. Características de funcionamento. Análise de desempenho em regime permanente. Inversão do sentido de marcha. Arranque. Recuperação de energia. Regulação da velocidade. Aplicações dos motores de corrente contínua.
Trabalhos práticos sobre:
o Transformadores monofásicos e trifásicos.
o Máquinas de corrente contínua.
Docente(s) responsável(eis)
Estágio(s)
NAO
Bibliografia
Módulo I
Mosca e Tipler, Física para cientistas e engenheiros, volume 2, 5ª edição, Editora LCT (Cota Biblioteca: 5-1-189/191 (ISEC))
Bueche F. J. e E. Hecht, Física, 9ª edição, McGrawHill Portugal, (Cota Biblioteca: 5-1-192 (ISEC) – 14212 e 5-1-193 (ISEC) – 14218. – Ex. repetido)
Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física, volume 3, 4ª edição, (Cota Biblioteca: 5-1-102/1055-1-119/122 (ISEC) Existem ex. de outras ed.)
Serway, R. A., Física para cientistas e engenheiros com física moderna, volume 3, 3ª edição, (Cota Biblioteca: 5-1-152/155 (ISEC))
Finn, E. J. e Alonso, M. (1999). Física, Addison-Wesley Iberoamericana Espana, S. A. (Cota Biblioteca: 5-1-129 (ISEC) – 11045 – Ex. repetido)
Apontamentos vários elaborados pela docente.
Módulo II
Mora, J. (2016). Máquinas eléctricas. Madrid : Garceta grupo editorial (cota Biblioteca: 1-4-222 (ISEC) – 18722)
Nasar, S. (2014). Electric machines and power systems. New Delhi : McGraw Hill Education (cota Biblioteca: 1-4-220 (ISEC) – 18694)
Chapman, S. (2012). Electric machinery fundamentals. New York : McGraw-Hill Education (Cota Biblioteca: 1-4-227 (ISEC) – 18832. – Existem ex. de outras ed.)