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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 1. IDENTIFICAÇÃO Professor: Roger Pizzato Nunes Unidade: Escola de Engenharia Departamento: Departamento de Engenharia Elétrica Disciplina: TEORIA ELETROMAGNÉTICA APLICADA A Sigla: ENG04454 Créditos: 06 (seis) Carga horária: 90 (noventa) horas semestrais Período letivo: 2015/01 Pré-‐requisitos: FIS01183 – FÍSICA III-‐C E MAT01168 – MATEMÁTICA APLICADA II Oferecida ao curso: Engenharia Elétrica 2. SÚMULA Leis básicas de eletromagnetismo. Técnicas matemáticas de resolução de problemas. Equações de Maxwell e aplicações. 3. OBJETIVOS A disciplina visa fundamentar os conceitos básicos associados ao eletromagnetismo, capacitando e suportando o aluno para sua subseqüente aplicação na solução de problemas físicos reais. 4. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

4.1. O eletromagnetismo

4.1.1. Contextualização

4.1.2. Sistema de unidades e constantes universais

4.2. Análise vetorial

4.2.1. Álgebra vetorial

4.2.2. Sistemas de coordenadas

4.2.3. Cálculo vetorial

4.2.4. Teoremas

4.3. Eletrostática

4.3.1. Postulados fundamentais

4.3.2. Lei de Coulomb

4.3.3. Lei de Gauss

4.3.4. Potencial elétrico

4.3.5. Campo elétrico em meio material

4.3.6. Densidade de fluxo elétrico

4.3.7. Condições de contorno

4.3.8. Capacitância

4.3.9. Energia e força

4.4. Problemas de valor de contorno

4.4.1. Equações de Poisson e Laplace

4.4.2. Unicidade


UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 4.4.3. Método das imagens

4.4.4. Problemas em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas

4.5. Correntes elétricas estacionárias

4.5.1. Densidade de corrente

4.5.2. Força eletromotriz

4.5.3. Equação da continuidade

4.5.4. Dissipação


4.5.6. Resistência

4.6. Magnetostática

4.6.1. Postulados fundamentais

4.6.2. A Lei de Biot-‐Savart

4.6.3. A Lei de Ampère

4.6.4. O potencial vetor

4.6.5. Campo magnético em meio material

4.6.6. Densidade de fluxo magnético


4.6.8. Indutância

4.6.9. Energia e força

4.7. Eletromagnetodinâmica

4.7.1. A Lei de Faraday-‐Lenz

4.7.2. A Lei de Maxwell

4.7.3. As Equações de Maxwell

4.7.4. Funções potenciais


4.7.6. A equação da onda para os potenciais

4.7.7. Campos eletromagnéticos harmônicos no tempo

5. METODOLOGIA O conteúdo programático será desenvolvido por meio de aulas expositivas e eventuais aulas dedicadas à resolução de exercícios. Extraclasse, as aulas expositivas serão complementadas por listas de exercícios, tendo o intuito de orientar o estudo individual dos alunos bem como a sua preparação para as avaliações a serem realizadas em sala de aula. As informações oficiais relacionadas à disciplina serão publicadas no endereço eletrônico www.chasqueweb.ufrgs.br/~roger.pizzato, seção ensino, durante o decorrer do curso. Entenda-‐se por informações oficiais o plano de ensino, as datas das avaliações, as listas de exercícios, o horário de atendimento extraclasse e os avisos postados pelo professor ao longo do semestre letivo. É responsabilidade expressa do aluno frequentemente visitar a página da disciplina para a ciência das novas informações associadas ao curso.


UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 6. AVALIAÇÃO Serão realizadas 3 (três) avaliações no decorrer da disciplina 𝐴!, 𝐴! e 𝐴!. As avaliações serão desenvolvidas de forma escrita, individual e em sala de aula. Os materiais permitidos durante a realização das avaliações restringem-‐se a lápis, caneta e borracha. Será atribuída ainda uma nota de participação 𝑃, mediante a qual o interesse, comprometimento e o comportamento do aluno durante as atividades será avaliado. Os resultados tanto das Avaliações quanto da Participação serão expressos por pontos em escala numérica de 0,0 a 10,0. Avaliações plagiadas, em inteiro ou parcial teor, receberão grau 0,0 (zero). Caso o plágio ocorra entre alunos da UFRGS, tanto o plagiado, quando o plagiador, receberão grau 0,0 (zero). Enfatiza-‐se que os casos de plágio serão submetidos ao órgão competente da UFRGS para a devida sanção disciplinar. A média semestral 𝑀 será quantificada por

𝑀 =𝐴! + 𝐴! + 𝐴! + 𝑃

4.

O resultado de cada uma das avaliações, desde que redigidas à tinta, poderá ser contestado mediante recurso — por escrito — encaminhado diretamente ao professor em até 1 semana após sua publicação. Recursos encaminhados que não atendam o prazo anteriormente estipulado não serão analisados. A nota de participação nas atividades é de teor incontestável. Regimentalmente, alunos com infreqüência superior a 25% estarão automaticamente reprovados. Atrasos não serão tolerados. Alunos com média 𝑀 ≥ 6,0 estarão aprovados, sendo facultada a realização do exame caso o interesse resida em melhorar o seu desempenho final; alunos com média 2,0 ≤ 𝑀 < 6,0 deverão obrigatoriamente realizar o exame para eventual aprovação e alunos com média 𝑀 < 2,0 estarão diretamente reprovados. O exame 𝐸 versará sobre todo o conteúdo do semestre. A média final 𝑀𝐹 será computada de duas formas distintas. A primeira consistirá em avaliar a expressão

𝑀𝐹! =𝑀 + 𝐸2

e a segunda consistirá em tornar o resultado do exame 𝐸 substitutivo de alguma das avaliações 𝐴!, 𝐴! ou 𝐴! realizadas, efetuando nova média aritmética e assim compondo a média final 𝑀𝐹!. Automaticamente será escolhido o método que proporcionar a maior média final

𝑀𝐹 = máx{𝑀𝐹!,𝑀𝐹!}. Caso a média final seja 𝑀𝐹 ≥ 6,0, o aluno estará aprovado. Caso 𝑀𝐹 < 6,0, o aluno estará reprovado. A atribuição dos conceitos satisfará as condições: 𝑀𝐹 < 6,0, conceito D; 6,0 ≤ 𝑀𝐹 < 7,5, conceito C; 7,5 ≤𝑀𝐹 < 9,0, conceito B e 9,0 ≤ 𝑀𝐹 ≤ 10,0, conceito A. 7. CRONOGRAMA O conteúdo programático será desenvolvido segundo o cronograma apresentado a seguir. Eventuais readequações podem ocorrer durante o curso da disciplina dada a peculiaridade do semestre. O semestre inicia no dia 02/03/2015 e finda ao dia 11/07/2015. Conteúdo programático Dias letivos 4.1.1. Contextualização 02/03/2015 4.1.2. Sistema de unidades e constantes universais 02/03/2015 4.2.1. Álgebra vetorial 04/03/2015 4.2.2. Sistemas de coordenadas 04/03/2015 4.2.3. Cálculo vetorial 06/03/2015 4.2.4. Teoremas 09/03/2015 4.3.1. Postulados fundamentais 11/03/2015 4.3.2. Lei de Coulomb 13/03/2015 e 16/03/2015 4.3.3. Lei de Gauss 18/03/2015 4.3.4. Potencial elétrico 20/03/2015 4.3.5. Campo elétrico em meio material 23/03/2015 e 25/03/2015 4.3.6. Densidade de fluxo elétrico 27/03/2015 4.3.7. Condições de contorno 30/03/2015 4.3.8. Capacitância 01/04/2015 e 06/04/2015


UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL 4.3.9. Energia e força 08/04/2015 e 10/04/2015 Avaliação Nº 1 13/04/2015 4.4.1. Equações de Poisson e Laplace 15/04/2015 e 17/04/2015 4.4.2. Unicidade 20/04/2015 4.4.3. Método das imagens 22/04/2015 e 24/04/2015 4.4.4. Problemas em coordenadas retangulares, cilíndricas e esféricas 27/04/2015, 29/04/2015 e

04/05/2015 4.5.1. Densidade de corrente 06/05/2015 e 08/05/2015 4.5.2. Força eletromotriz 11/05/2015 4.5.3. Equação da continuidade 13/05/2015 4.5.4. Dissipação 15/05/2015 4.5.5. Condições de contorno 18/05/2015 4.5.6. Resistência 20/05/2015 Avaliação Nº 2 22/05/2015 4.6.1. Postulados fundamentais 25/05/2015 4.6.2. A Lei de Biot-‐Savart 27/05/2015 4.6.3. A Lei de Ampère 29/05/2015 4.6.4. O potencial vetor 01/06/2015 4.6.5. Campo magnético em meio material 03/06/2015 e 05/06/2015 4.6.6. Densidade de fluxo magnético 08/06/2015 4.6.7. Condições de contorno 10/06/2015 4.6.8. Indutância 12/06/2015 4.6.9. Energia e força 15/06/2015, 17/06/2015 e

19/06/2015 4.7.1. A Lei de Faraday-‐Lenz 22/06/2015 4.7.2. A Lei de Maxwell 22/06/2015 4.7.3. As Equações de Maxwell 22/06/2015 4.7.4. Funções potenciais 24/06/2015 4.7.5. Condições de contorno 26/06/2015 4.7.6. A equação da onda para os potenciais 29/06/2015 4.7.7. Campos eletromagnéticos harmônicos no tempo 01/07/2015 Avaliação Nº 3 03/07/2015 Exame 10/07/2015

Os feriados previstos no Calendário Acadêmico da Universidade durante o semestre letivo ocorrerão nos dias 03/04/2015 (Paixão de Cristo, sexta-‐feira), 04/04/2015 (dia não-‐letivo, sábado), 21/04/2015 (Tiradentes, terça-‐feira), 01/05/2015 (Dia Internacional do Trabalho, sexta-‐feira), 02/05/2015 (dia não-‐letivo, sábado) e 04/06/2015 (Corpus Christi, quinta-‐feira). 8. BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA Essencial

CHENG, D. K. Field and Wave Electromagnetics. New York: Addison-‐Wesley, 1989.

KRAUS, J. D. e CARVER, K. R. Electromagnetics. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978.

REITZ, J. R., MILFORD, F. J. e CHRISTY, R. W. Foundations of Electromagnetic Theory. New York: Addison-‐Wesley,

1993.

Básica

STRATTON, J. A. Electromagnetic Theory. Piscataway: IEEE Press, 2007.


UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL JOHNK, C. T. A. Engineering Electromagnetic Fields and Waves. New Jersey: John Wiley & Sons, 1988.

PLONSEY, R. e COLLIN, R. E. Principles and Applications of Electromagnetic Fields. New York: McGraw-‐Hill, 1961.

JORDAN, E. C. e BALMAIN, K. G. Electromagnetic Waves and Radiating Systems. New Jersey: Prentice-‐Hall,

1968.

Complementar

RAMO, S., WHINNERY, J. R. e VAN DUZER, T. Fields and Waves in Communication Electronics. Rio de Janeiro:

Guanabara Dois, 1981.

VAN BLADEL, J. Electromagnetic Fields. New York: McGraw-‐Hill, 1964.

LANGMUIR, R. V. Electromagnetic Fields and Waves. New York: McGraw-‐Hill, 1961.

SADIKU, M. N. Elementos de Eletromagnetismo. Porto Alegre: Bookman, 2004.

1.(identificaÇÃo( …roger.pizzato/201501/eng04454/pe.pdf ·...

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