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REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASILESTADO DE SANTA CATARINA

Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESCCENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT

Plano de Ensino

Curso: ELE-ELE - Bacharelado em Engenharia Elétrica

Departamento: DEE - Engenharia Elétrica

Disciplina: MATERIAIS ELÉTRICOS Código: MEL0001

Carga horária: 90 Período letivo: 2015/2

Professor: Adalberto de Araújo Barreto Filho Contato: [email protected]

Leonardo José Amador Salas Maldonado Contato: [email protected]

Ementa

Propriedades Gerais. Energias Eletrônicas. Condutividade Elétrica. Materiais Condutores.Resistividade. Comportamento Magnético. Materiais Magnéticos e Ferromagnéticos. Supercondutores.Dielétricos. Materiais Isolantes. Propriedades Mecânicas de Materiais Elétricos. Ensaios.

Objetivo geral

Ao final do curso, o aluno deverá estar apto a:• Classificar os materiais utilizados em aplicações elétricas segundo suas propriedades funcionais;• Reconhecer princípios operacionais: condutividade, isolação, respostas sistêmicas, durabilidade e limitações;• Conhecer aplicações pratica em dispositivos eletro-eletrônicos;

Objetivo específico

Projetar aplicações e uso dos materiais elétricos considerando suas propriedades, o ambiente de trabalho, os impactos ambientais e sociais,e a respectiva viabilidade econômica

Conteúdo programático

1. Introdução – apresentação do plano da disciplina, metodologia e avaliações.1.1. Estrutura geral da matéria, propriedades funcionais, estruturas e processos de obtenção e conformação dos materiais;1.2. Estrutura Atômica e Ligações Químicas;1.3. Propriedades e Estrutura dos Sólidos Cristalinos;1.4. Imperfeições cristalinas, redes cristalinas e suas propriedades;1.5. Diagramas de Fases - Ligas Metálicas, Diagramas de ferro carbono;1.6. Propriedades Mecânicas, ensaios de tração, módulo de Jung.

2. Propriedades Gerais dos Materiais2.1. Propriedades Térmicas - termopares, NTC e PTC;2.2. Resistência térmica e condutividade térmica;2.3. Especificação de dissipadores e calculo de trocadores de calor.

3. Estruturas e Propriedades do Vidro, Cerâmicas e Polímeros.3.1. Estruturas Cerâmicas3.2. Aplicação e Processamento das Cerâmicas3.3. Estrutura e Propriedades do Vidro3.4. Aplicação do vidro – processos de obtenção e variedades3.5. Estrutura dos Polímeros e Compósitos.

4. Corrosão e Degradação dos Materiais4.1. Corrosão nos Metais4.2. Serie galvânica, potenciais de corrosão.4.3. Proteção catódica por anodos de sacrifício

Rua Paulo Malschitzki, s/n - Zona Industrial Norte - Joinville - SC / CEP: 89219710 / Telefone: (47)4009-7900Sistema SIGA - Emissão em 17/07/2015 19:17



Plano de Ensino


4.4. Proteção catódica por corrente imposta4.5. Corrosão nos Materiais Cerâmicos e Polímeros.

5. Materiais Condutores5.1. Algumas Características dos Materiais Condutores5.2. Condução Elétrica, perdas Joule, perdas de linha.

6. Materiais e propriedades Magnéticas6.1. Ferroeletricidade e Piezo eletricidade.6.2. Materiais magnéticos e imãs permanentes.6.3. Aplicações de materiais Magnéticos.6.4. Supercondutores.

7. Materiais Dielétricos7.1. Comportamento dos Dielétricos em Serviço7.2. Materiais Isolantes, sólidos líquidos e gasosos.7.3. Tangente de perda d7.4. Aplicação de óleos em transformadores, capacitores e disjuntores.7.5. Aplicações de gases dielétricos em Disjuntores e subestações.

8. Materiais Semicondutores8.1. Estruturas de Bandas de Energia nos Sólidos8.2. Condução em Termos de Bandas Eletrônicas8.3. Noções de válvulas e tubos de raios catódicos8.4. Semicondução Intrínseca e Extrínseca - matriz de silício e outros semicondutores. Técnicas dopagens e produção de semicondutores.8.5. Dispositivos Semicondutores, propriedades, aplicações e especificidades.8.6. Propriedades Ópticas - Fibra óptica – aplicações.

9. Questões Econômicas, Ambientais e Sociais na Engenharia de Materiais.9.1. Considerações Econômicas9.2. Considerações Ambientais e Sociais.

10. Atividades Práticas10.1. Realização de atividades práticas - uso de estruturas de laboratórios afins; Experimentos em laboratório;Tópicos abordados nos experimentos: Termopares, Termorresistividade; Caracterização de Capacitores; Permissividade; MateriaisMagnéticos e outros definidos através do acesso a laboratórios do centro que possibilitem acesso e realização de experimentos do âmbito dadisciplina.

Lab 11.1. - Apresentação dos laboratórios - procedimentos de segurança e formatação dos relatórios.

Lab 11.2. - Continuação apresentação dos laboratórios - procedimentos de segurança e formatação dos relatórios.

Lab 22.1. - Termometria, características dos termopares, teoria do termopar, juntas fria, tabelas, cabos de extensão e cabos de compensação,RTD, resistores detectores de temperatura absoluta.

Lab 22.2. - Continuação termometria, características dos termopares, teoria do termopar, juntas fria, tabelas, cabos de extensão e cabos decompensação, RTD, resistores detectores de temperatura absoluta.




Plano de Ensino


Lab 33.1. - Termo resistividade, PTC e NTC, ligas níquel cromo ferro, condutividade térmica, isolantes térmicos.

Lab 33.2. - Continuação termo resistividade, PTC e NTC, ligas níquel cromo ferro, condutividade térmica, isolantes térmicos.

Lab 44.1. - Capacitores, modelo de capacitor para diferentes frequências, estudo das diversas tecnologias de fabricação, determinação daresistência serie Ser, capacitores bipolares para C.A., capacitores a óleo.

Lab 44.2. - Continuação capacitores, modelo de capacitor para diferentes frequências, estudo das diversas tecnologias de fabricação,determinação da resistência serie Ser, capacitores bipolares para C.A., capacitores a óleo.

Lab 55.1. - Permissividade, de materiais sólidos e líquidos, estudo das perdas dielétricas do óleo, tangente Delta, caracterização de óleoscontaminados e puros através da determinação das perdas e da permissividade.

Lab 55.2. - Continuação permissividade - de materiais sólidos e líquidos - estudo das perdas dielétricas do óleo, tangente Delta, caracterização deóleos contaminados e puros através da determinação das perdas e da permissividade.

Lab 66.1. - Materiais ferromagnéticos, curva de histerese, determinação das perdas de ferro do material, separação das perdas de histerese,induzidas e de excedentes.

Lab 66.2. - Continuação de materiais ferromagnéticos, curva de histerese, determinação das perdas de ferro do material, separação das perdas dehisterese, induzidas e de excedentes.

Lab 77.1. - Magnetização de materiais duros – ferrite, ALNICO e Neodino Ferro Boro – caracterização do ímã através de suas curvas BH emedição da energia acumulada em seu volume.

Lab 77.2. - Continuação magnetização de materiais duros – ferrite, ALNICO e Neodino Ferro Boro – caracterização do ímã através de suas curvasBH e medição da energia acumulada em seu volume.

Lab 88.1. - Aplicações dos cristais de quartzo, seu modelo matemático, simulação, efeito piezelétrico, oscilador mecânico.

Lab 88.2. - Continuação aplicações dos cristais de quartzo, seu modelo matemático, simulação, efeito piezelétrico, oscilador mecânico.

Lab 99.1. - Semicondutores, estudo de efeitos na junção PN, injeção de portadores por efeito d a luz e de comprimentos de onda invisíveis(infravermelho), foto acopladores, portadores por efeito térmico e foto geração.

Lab 99.2. - Continuação - Semicondutores, estudo de efeitos na junção PN, injeção de portadores por efeito d a luz e de comprimentos de ondainvisíveis (infravermelho), foto acopladores, portadores por efeito térmico e foto geração.




Plano de Ensino

Metodologia

A disciplina será ministrada através de aulas expositivas, tarefas em sala, tarefas extra-sala e práticas de laboratório. Serão utilizadosrecursos para estimular o aluno através do reconhecimento da evolução tecnológica na área dos materiais elétrico com a apresentação eanálise de casos de novos dispositivos e processos de relevante impacto;* Serão propostos temas sobre tópicos atuais/inovações em materiais elétricos – no âmbito da disciplina - a serem apresentados pelosalunos, após prévia definição com professor (optativa);Serão utilizados recursos presenciais e não presenciais para complementar as atividades e/ou repor as atividades que por venturanecessitem de remanejamento de horários e meios – de forma que os conteúdos sejam plenamente realizados.

Sistema de avaliação

A qualidade do desempenho do aluno será avaliada de acordo com as seguintes atividades e critérios:1. Provas Escritas (75% - quando houver 3 avaliações teóricas e 80% quando houver 4 avaliações teóricas);2. Prática de Laboratório (25% quando houver 3 avaliações teóricas e 20% quando houver 4 avaliações teóricas);3. Os temas Propostos e Apresentados em sala pelos alunos se comporão com as três Avaliações Obrigatórias;4. A presença será obrigatória nas avaliações e apresentação de trabalhos em equipe;5. As avaliações opcionais a que se dispuserem os alunos comporão até 20% em uma das avaliações. Presença obrigatória nas avaliaçõesnão opcionais.

Bibliografia básica

CALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 7º ed. Rio de Janeiro LTC,2008. 705 p.: ISBN 978-85-216-1595-8.VAN VLACK, Lawrence H. Princípios de Ciência dos Materiais. Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo. 1970.PADILHA, Angelo F. Materiais de Engenharia Microestrutura e Propriedades. Hemus Editora. São Paulo. 1997. 349 p.: ISBN 8528904423.SCHIMIDT, Walfredo. Materiais Elétricos. Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo. 1979.

Bibliografia complementar

MAMEDE FILHO, João. Manual de Equipamentos Elétricos, Vol 1 e 2. 3ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 778 p.,ISBN 978-85-216-1436-4.SARAIVA, Delcyr B. Materiais Elétricos. Editora Guanabara. Rio de Janeiro. 1988.WERNECK, Marcelo M. Transdutores e Interfaces. LTC. Rio de Janeiro. 1996.Recursos bibliográficos adicionais disponibilizados através de acessos aos alunos – Materiais da disciplina disponibilizados pelo professor(artigos referenciais, capítulos de dissertações ou teses que tratem do tema). São consideradas as edições atualizadas que contemplem asanteriores, acrescidas das adaptações/atualizações.

A Resolução nº 018/2004-CONSEPE regulamenta o processo de realização de provas de segunda chamada.

Segundo esta resolução, o aluno que deixar de comparecer a qualquer das avaliações nas datas fixadas pelos professores, poderá solicitarsegunda chamada de provas na Secretaria Acadêmica através de requerimento por ele assinado, pagamento de taxa e respectivoscomprovantes, no prazo de 5 (cinco) dias úteis, contados a partir da data de realização de cada prova, sendo aceitos pedidos, devidamentecomprovados, motivados por:I - problema de saúde, devidamente comprovado, que justifique a ausência;II - doença de caráter infecto-contagiosa, impeditiva do comparecimento, comprovada por atestado médico reconhecido na forma da leiconstando o Código Internacional de Doenças (CID);III - ter sido vítima de ação involuntária provocada por terceiros;

Informações sobre realização de Prova de 2ª Chamada


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