Eletrotecnia Teórica
Objetivos
Pretende-se que os estudantes adquiram o conhecimento de como aplicar o eletromagnetismo para deduzir as propriedades de fenómenos importantes na Eletrotecnia e as bases do comportamento técnico de equipamentos reais. Devem ficar a perceber solidamente o funcionamento, propriedades e comportamento geral de circuitos elétricos a funcionar em regime alternado sinusoidal (incluindo aspetos como a compensação do fator de potência de instalações elétricas industriais e os circuitos trifásicos) e de transformadores (incluindo a compreensão de alguns aspetos construtivos e de dimensionamento). A constituição, funcionamento e utilização de transformadores trifásicos será também abordada incluindo o paralelo de transformadores e a respetiva distribuição de carga.
Caracterização geral
Código
10946
Créditos
6.0
Professor responsável
Anabela Monteiro Gonçalves Pronto
Horas
Semanais - 4
Totais - 65
Idioma de ensino
Português
Pré-requisitos
Os estudantes devem ter conhecimentos sólidos de eletromagnetismo e de matemática por forma a compreenderem mais facilmente os temas lecionados na Eletrotecnia Teórica.
Bibliografia
- C. Alexander and M. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, Mc-Graw Hill, 2nd Ed., 2002
- Bessonov, L., Electricidade Aplicada para Engenheiros, Livraria Lopes da Silva, 1977
- Joseph A. Edminister, Circuitos Elétricos, Schaum MCGraw-Hill d0 Brasil, 2nd ed., 1985
- A.E. Fitzgerald, Charles Kingsley, Jr., Stephen D. Umans, Electric Machinery, 6th ed., McGraw-Hill, 2003. ISBN 0-07-366009-4
- Anabela Pronto, Slides das aulas teóricas, NOVA S&T, 2021.
- Ventim Neves, Apontamentos de Eletrotecnia Teórica (teóricas e práticas), FCT/UNL, 2000
Método de ensino
Os fundamentos teóricos são explicados pelo professor nas aulas teóricas com o auxílio de diapositivos. Fomenta-se o debate colocando-se frequentemente questões científicas e técnicas concretas. Nas aulas práticas apresenta-se: em algumas aulas, um conjunto de problemas técnicos que os estudantes devem resolver usando os conhecimentos das aulas teóricas, e em outras efetuam-se trabalhos laboratoriais sobre partes específicas da matéria da unidade curricular, onde se pretende que os alunos tenham contacto com instalações elétricas e com transformadores, por exemplo. Em ambos os casos, promove-se o diálogo entre colegas, avaliando-se qualitativamente a participação dos alunos.
Avaliação:
Serão feitos minitestes, elaborados de forma a que os alunos mostrem se são capazes de aplicar os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas e práticas.
Serão pedidos aos estudantes relatórios sobre os trabalhos práticos realizados, onde estes deverão apresentar os resultados obtidos e, principalmente, analisar e comentar com espírito crítico esses mesmos resultados. Nesta componente fomenta-se também o trabalho em equipa e a comunicação oral e escrita.
Ambas as componentes serão consideradas para a avaliação final do estudante, e em ambas o estudante deverá ter uma avaliação positiva (maior ou igual a 10 valores).
Método de avaliação
A avaliação na disciplina poderá ser feita por:
a) 2 Minitestes (MT) + 2 Trabalhos laboratório (TL) onde:
Nota (MT) = (0,40*MT1+0,60*MT2) >= 9,5 val.
Nota (TL) = (0,50*TL1+0,50*TL2) >= 9,5 val. com TL1 >= 8,0 val. e TL2 >= 10,0 val.
Nota Final = 0,75*Nota(MT) + 0,25*Nota(TL) >= 9,5 val.
b) Exame Final (Ex) + 2 Trabalhos laboratório (TL)
Nota Ex. Final >= 9,5 val.
Nota (TL) = (0,50*TL1+0,50*TL2) >= 9,5 val. com TL1 >= 8,0 val. e TL2 >= 10,0 val.
Nota Final = 0,75*Nota(Ex.) + 0,25*Nota(TL) >= 9,5 val.
Num caso ou noutro, o aluno/a aprovará à disciplina se e só se a sua nota for igual ou superior a 9,5 valores (escala 0 a 20).
Se os docentes assim o entenderem, qualquer um dos elementos de avaliação poderá ser sujeito a uma discussão oral.
Os alunos com a componente prática concluída em 2022/2023 estarão dispensados este ano letivo de a realizar de novo, caso assim o pretendam. No caso de pretenderem repetir a componente laboratorial terão de informar o docente da UC o início do semestre.
Conteúdo
- Complex notation of sinusoidal quantities. Circuits in sinusoidal regimen. Vector diagrams. Power.
- Power factor correction in industrial installations.
- Balanced and unbalanced three-phase systems.
- Magnetostatics: Ampère’s law. Magnetic circuits. Induction Flux. Coils. Linked flux, induction coefficients, magnetic linkage coefficient. Leakage and leakage induction coefficients.
- Ferromagnetism. Saturation and Hysteresis. Iron yoke coil.
- Induction law in stationary circuits.
- Transformer. Constitution, principle of operation and general equations. Real, perfect and ideal transformers. Magnetizing current and iron losses. Steinmetz’ equivalent circuit. Short circuit and open circuit tests. Vector diagrams. Voltage drop and voltage regulation. Transformer efficiency. Parallel connection of transformers and load distribution.
- 3-phase transformers.