Eletromagnetismo

Objectivos

Pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos sobre fenómenos eletromagnéticos que lhes permitam: compreender a sua origem, descrevê-los matematicamente, prever as suas manifestações e identificar as suas aplicações a situações de engenharia.
O objectivo das aulas teóricas é proporcionar a compreensão dos fenómenos do eletromagnetismo relacionando-a com os conceitos e leis usados para os descrever. Nas aulas teórico-práticas, os conhecimentos teóricos são usados para equacionar e resolver metodicamente problemas reais. O objectivo das aulas de laboratório é a utilização de métodos experimentais da física para a análise, quer fundamental quer aplicada, de fenómenos elétricos e magnéticos, procedendo à recolha sistemática, tratamento e interpretação de resultados experimentais.

Caracterização geral

Código

10519

Créditos

6.0

Professor responsável

Célia Maria Reis Henriques

Horas

Semanais - 6

Totais - 69

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

Fundamentos de Física - Livro 3: Eletromagnetismo,  Halliday, Resnick e Walker.

Física, Marcelo Alonso e Edward  J. Finn.

Método de ensino

Duas aulas Teóricas semanais (cada uma com a duração de 1h 30'') expositivas.

Uma aula Teórico-Prática semanal de 1h para resolução de problemas.

Uma aula semanal de 2h onde os alunos realizam trabalhos experimentais.

Método de avaliação

Preâmbulo

- A estrutura letiva das aulas de Eletromagnetismo consiste em teóricas, T, dedicadas à exposição da matéria; aulas teórico-práticas, TP, dedicadas à resolução de exercícios e aulas laboratoriais, P
- As aulas P são de inscrição obrigatória e limitada apenas a alunos sem frequência.
- As aulas TP são de inscrição obrigatória para alunos sem frequência.

 

1. Frequência

Só poderão ter aprovação à disciplina alunos com frequência.

1.1 Validade de frequências obtidas em anos anteriores

- Apesar de, de acordo com o artigo 6º do regulamento de avaliação da FCT Nova, disponível em https://www.fct.unl.pt/sites/default/files/regulamento_avaliacao_revisao_31-07-2020.pdf),
a validade da frequência ser obrigatória apenas por 2 edições (a do ano de obtenção e a do ano seguinte), este ano serão também reconhecidas como válidas todas as frequências obtidas anteriormente à disciplina de Eletromagnetismo 10519. No entanto, alunos que obtiveram frequência em anos anteriores a 2021/2022 são considerados com frequência sem nota de frequência associada.
- É da responsabilidade do aluno verificar no CLIP a sua situação quanto à “frequência”.
- Os alunos com frequência válida não podem inscrever-se nas aulas P.
- Os alunos que estiveram inscritos à disciplina em anos anteriores a 2020/2021 são considerados com frequência sem nota associada.

1.2 Obtenção de frequência no presente ano letivo

As aulas TP e as aulas P são obrigatórias para alunos sem frequência.

A obtenção de frequência requer em simultâneo:
- A presença a pelo menos 2/3 das aulas TP, sendo a marcação da presença a cada aula condicionada à entrega na aula da resolução dos exercícios indicados no Clip na semana anterior à dessa aula.
- A obtenção de uma nota mínima de 9,5 valores na componente prática da avaliação

 

2. Componentes da avaliação

2.1 Componente prática

Só os alunos sem frequência são avaliados na componente prática.

- Nas aulas práticas os alunos executam, em grupos de 2 alunos, trabalhos práticos seguindo a calendarização indicada pelos docentes dos turnos.
- Os resultados obtidos durante a execução do trabalho são interpretados e registados durante as aulas nas folhas de registos do trabalho em causa. Este registo é feito em duplicado – uma cópia é entregue ao docente e outra fica com o grupo por forma a que os alunos possam explorar mais os resultados em casa.
- A qualidade dos resultados e a sua análise será matéria de avaliação individual em dois testes práticos marcados no Clip com a duração de 1,5h. Cada teste prático é avaliado de 0 a 10 (cotação dada às décimas). A avaliação prática, Np, é a soma dos resultados dos dois testes.

2.2 Componente teórica

- A componente teórica da avaliação, pode ser obtida através da realização de testes, Nt, ou de exame, Ne.
- Os testes são marcados no Clip e têm a duração de 1,5h. Cada teste é avaliado às décimas numa escala de vinte valores e a nota Nt é a média das notas dos dois testes arredondada às décimas.
- O exame terá a duração de 2,5h. A nota do exame, Ne, é dada às décimas numa escala de 20 valores.

 

3. Aprovação

- Para ter aprovação à disciplina é necessário ter frequência e Nt≥9,5 ou Ne≥9,5.
- A nota final dos alunos aprovados, NF, terá um valor entre 10 e 20 e será obtido do arredondamento às unidades dos resultado dos seguintes cálculos:

3.1. Alunos com frequência obtida em 2021/2022 e em 2022/2023

NF=0.3*Np +0.7*Nt ou NF=0.3*Np +0.7*Ne

3.2. Alunos com frequência obtida em anos anteriores a 2021/2022

NF=Nt ou NF=Ne

 

3.4 Melhoria de Nota

- Os estudantes que tenham obtido aprovação na Unidade Curricular podem melhorar apenas a classificação da componente teórica, devendo para isso inscrever-se em melhoria.
- A nota final de melhoria é calculada da mesma maneira que a nota final calculada para a aprovação.

Conteúdo

1. Eletricidade
1.1 Carga Eléctrica
      Transferência de carga e indução de carga
      Quantização e conservação de carga na matéria
      Condutores e Isoladores
      Lei de Coulomb
1.2 Campos elétricos
      Cargas e forças
      Campo elétrico
      Linhas do Campo Eléctrico
      Aplicações:
            Campo Elétrico devido a um Dipolo
            Campo Eléctrico Devido a uma Linha com Carga
            Campo Eléctrico Devido a um Disco Carregado
            Dipolo elétrico num campo elétrico
1.3 Lei de Gauss
      Fluxo de um vetor através de uma superfície
      Fluxo de um Campo Eléctrico
      A Lei de Gauss
      As Leis de Gauss e de Coulomb
      Aplicações:
            Condutores Isolados
            Distribuições de carga com simetria cilíndrica
            Distribuições de carga com simetria planar
            Distribuições de carga com simetria esférica
1.4 Potencial Eléctrico
      Energia potencial elétrica
      Potencial elétrico
      Cálculo do potencial elétrico a partir do campo elétrico
      Superfícies Equipotenciais
      Potencial devido a um conjunto de cargas pontuais.
      Potencial devido a uma distribuição contínua de cargas
      Cálculo do campo elétrico a partir do potencial elétrico
      Potencial de um condutor isolado carregado
      Energia potencial pléctrica de um sistema de cargas
1.5 Condensadores
      O que são e para que servem
      Capacidade elétrica
      Cálculo da capacidade elétrica
            Condensador de placas paralelas
            Condensador cilíndrico
      Processos de carga e descarga de um condensador
      Condensadores em série e em paralelo
      Energia armazenada num condensador
      Condensador com um dielétrico
            Polarização da matéria num campo elétrico. Dielétricos polares e apolares
            Permitividade elétrica
            Dielétricos e lei de Gauss. O deslocamento elétrico.
            Dielétricos e alteração da capacidade de um condensador
1.6 Corrente e resistência
      Movimento de cargas e correntes elétricas
      Densidade de Corrente
      Resistência e resistividade
      A Lei de Ohm
      Associações de resistências em série e em paralelo
      Circuitos Eléctricos
            Potência em circuitos elétricos
            Trabalho, energia e força eletromotriz
            Potência dissipada numa resistência
            Resistência interna de uma IGNOREe
            Leis de Kirchhoff
            Amperímetros e voltímetros
            Circuito RC


2. Magnetismo
2.1 Campos magnéticos
      A força de Lorentz e o campo magnético
      Movimento de partículas carregadas num campo magnético
      Relação carga/massa do eletrão
      O efeito de Hall
      Força magnética exercida num condutor que transporta uma corrente
      Momento de força magnética num anel de corrente.
      Momento dipolar magnético
2.2 Campos magnéticos devidos a correntes
      Cálculo do campo magnético devido a uma corrente
      Forças entre duas correntes paralelas
      A lei de Ampère
      Solenóides e toróides
      Corrente numa bobine como um dipolo magnético


3. Fenómenos eletromagéticos
3.1 Indução e indutância
      Fluxo magnético através de um circuito
      Lei da indução de Faraday
      Lei de Lenz
      Indução e transferências de energia
      Campos elétricos induzidos
      Indutores e indutância
      Auto-indução
      Circuito RL
      Energia armazenada num campo magnético
      Indução mútua
3.2. Circuitos elétricos de corrente variável no tempo
      Força eletromotriz variável no tempo
      Corrente alternada
      Resistência, capacidade e indutância em circuitos de corrente alterna
      Potência em circuitos de corrente alterna
      O transformador
3.3 Magnetismo na matéria
      Magnetes
      Lei de Gauss para o campo magnético
      Eletrões e magnetismo. Resposta magnética dos materiais
            Diamagnetismo
            Paramagnetismo
      Ferromagnetismo
3.4 Equações de Maxwell
      Lei da indução de Maxwell
      As 4 equações de Maxwell

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: