Programação

  • PTC3213 – Eletromagnetismo (reof./2020)

    Contrair tudo Expandir tudo

  • Geral

    Professor

    Plínio Francisco dos Santos Rodrigues (e-mail: plinio@lcs.poli.usp.br)

    Objetivos

    Compreensão de fenômenos eletromagnéticos visando a suas aplicações em engenharia. Pressupõe-se o conhecimento de Física III; os conceitos serão aqui rapidamente revistos, visando uma abordagem tecnológica.

    Critério de aprovação

    Haverá duas provas. A média aritmética \(M\) das duas provas realizadas contribuirá com \(80\%\) da nota final \(M_\mathrm{F}\). Haverá, também, \(N\) (\(N\) entre \(6\) e \(12\)) testes ou exercícios de simulação computacional. Os testes serão aplicados nos dez minutos finais de aulas aleatoriamente escolhidas. Cada teste versará sobre toda a matéria lecionada até o fim da aula em que for aplicado, ou sobre os exercícios de simulação computacional realizados pelos alunos. A média aritmética das \(n\) melhores notas de testes ou exercícios de simulação (sendo \(n\) o maior inteiro \(≤ 0{,}7 N\)) constituirá a nota \(T\), que corresponderá a \(20\%\) da nota final, isto é:
    \(M_\mathrm{F} = 0{,}8 M+ 0{,}2 T.\)
    Alunos com média entre \(3{,}0\) e \(4{,}9\) (e que tenham frequência regular) poderão fazer uma prova de recuperação, mais longa, versando sobre toda a matéria. Com a nota $R$ da prova de recuperação será calculada a nova nota final $M_\mathrm{R}$:
    \(M_\mathrm{R} = 0{,}5 M_\mathrm{F} + 0{,}5 R.\)
    O horário das provas será marcado pelo professor por se tratar de disciplina em reoferecimento.

    ★  Formulário para solicitação de provas substitutivas (entregar diretamente para o Professor)

    Bibliografia

    1. Trintinalia, LC; Orsini, LQ; Camargo, JB; Eletromagnetismo, 1 edition. CreateSpace Independent Publishing Platform, 2015 (Livro-texto).
    2. Ulaby, FT; Eletromagnetismo para Engenheiros. Bookman; 2007.
    3. Ramo, S; Whinnery, JR; Duzer, TV; Fields and Waves in Communication Electronics. 3 ed. Wiley; 1994.
    4. Hayt, W; Buck, J; Eletromagnetismo. 7 ed. McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 2008.
    5. Stratton, JA; Electromagnetic Theory. Adams Press; 2008.
    6. Fano, R; Chu, LJ; Adler, RB; Electromagnetic Fields, Energy, and Forces. The MIT Press; 1968.
    7. Elliott, RS; Electromagnetics: History, Theory, and Applications. Wiley-IEEE Press, 1999.

    Aulas

    segundas e quintas-feiras, das 07h30 às 09h10, na sala B2-03.


  • Datas importantes

    • P1*
      		 EC1 EC2 P2* REV* EC3
      Data 16/04 08/05 02/06 18/06 25/06 16/06

      * No local e horário normais de aula.

  • Cronograma

     Aula 

      Data  

    Tópicos

      Item (livro‑texto)  

    1

    17/02

    Introdução. Fontes de campo e exemplos. Equação da continuidade em forma integral e diferencial, divergência de um vetor.

    Cap. 1

    2

    20/02

    Lei de Coulomb e o vetor \(\vec{E}\); medida de \(\vec{E}\) com voltímetro (ddp). O vetor \(\vec{D}\): justificar a partir da lei de Coulomb. Divergência de \(\vec{D}\). A equação da continuidade e a corrente de deslocamento.

    Cap. 2.1–2.2

    3

    27/02

    O vetor \(\vec{B}\) e medida do fluxo de \(\vec{B}\) com voltímetro. Divergência de \(\vec{B}\). Lei de Faraday e 1ª equação de Maxwell. O vetor \(\vec{H}\). Lei de Ampère e a 2ª equação de Maxwell.

    Cap. 2.3–2.6

    4

    02/03

    Equações de Maxwell e as relações constitutivas (II.3). As condições de contorno para \(\vec{B}\), \(\vec{D}\) e \(\vec{J}\). As condições de contorno para \(\vec{E}\) e \(\vec{H}\). Refração de linhas de campo.

    Cap. 2.7–2.8

    5

    05/03

    Teorema de Poynting. Fluxo de potência e o vetor de Poynting. Interpretações: potência dissipada por efeito Joule, potências fornecidas para mudar os campos \(\vec{D}\) e \(\vec{B}\). Meios lineares: densidades de energia armazenada em campos elétricos e magnéticos.

    Cap. 2.9

    6

    09/03

    Exemplos de aplicação do teorema de Poynting. Aproximações das Equações de Maxwell.

    Ex. 2.7,
    Cap. 2.10

    7

    12/03

    Campo de correntes estacionárias e eletrostático. Função potencial, gradiente. Condutores perfeitos. Superfícies equipotenciais e linhas de campo.

    Cap. 3.1–3.3

    8

    16/03

    Analogias entre \(\vec{J}\) e \(\vec{D}\). Estudo de alguns campos com simetria esférica, cilíndrica e plana a partir da integração de \(\vec{J}\) ou \(\vec{D}\). Resistência e capacitância (aterramento).

    Cap. 3.4–3.5

    9

    19/03

    Laplaciano, equações de Poisson e de Laplace. Solução da equação de Laplace para simetria esférica, cilíndrica e plana.

    Cap. 4.1–4.2

    10

    23/03

    Teorema da unicidade para meios homogêneos e não homogêneos. Aplicação para esfera/cilindro com dois materiais e placas planas e paralelas: fluxo de dispersão.

    Cap. 4.3

    11

    26/03

    O potencial a partir das cargas em um meio homogêneo: cargas puntiformes, distribuição volumétrica, superficial e linear; solução da equação de Poisson. Aplicações: Cilindro semienterrado.

    Cap. 4.4

    12

    30/03

    Métodos numéricos: diferenças finitas.

    Cap. 4.6–4.6.1

    13

    02/04

    Campos bidimensionais: Mapa de campo e Dualidade.

    Cap. 4.6.2,
    Prob. 17 (p. 412)

    14

    13/04

    Semana de provas

     

    15

    16/04

    Primeira prova

     

    16

    23/04

    Método das imagens: Plano condutor e imagens múltiplas.

    Cap. 4.7–4.7.2

    17

    25/04

    Campo entre linhas infinitas com cargas opostas em meio homogêneo. Aplicações: resistência e capacitância entre tubos paralelos, capacitância entre fio e plano condutor.

    Prob. 11 (p. 406), Cap. 4.7.4

    18

    27/04

    Capacitâncias e condutâncias parciais. Meios isotrópicos: reciprocidade. Aplicações.

    Ex. 5.1 e 5.2,
    Cap. 5.1

    19

    30/04

    Energia eletrostática. Forças e momentos no campo eletrostático.

    Cap. 5.2–5.3

    20

    04/05

    Polarização dos dielétricos; dielétricos reais.

    Cap. 5.4–5.5

    21

    07/05

    O campo magnético das correntes estacionárias, potencial vetorial \(\vec{A}\), equação de Poisson vetorial e sua solução; lei de Biot-Savart.

    Cap. 6.1

    22

    11/05

    Campo \(\vec{H}\) de fio reto infinito. Campo de um solenoide, dispersão. Campo de toroide.

    Cap. 6.2

    23

    14/05

    Força magnetomotriz e potencial magnetostático \(U\). Circuitos magnéticos. Exemplo: campo em toroide de permeabilidade elevada, com enrolamento não uniforme.

    Cap. 6.3–6.4,
    Prob. 27 (p. 420)

    24

    18/05

    Cálculo de circuitos magnéticos.

    Cap. 6.5

    25

    21/05

    Energia magnetostática. Indutâncias própria e mútua. Exemplos.

    Cap. 6.6–6.7

    26

    25/05

    Cálculo de forças e momentos no campo magnético. Exercícios de aplicação.

    Cap. 6.8

    27

    28/05

    Exercícios. Indutância mútua. Forças magnéticas.

    —

    28

    01/06

    Materiais magnéticos. Perdas histeréticas. Polarização magnética, ímãs permanentes. Exemplo de cálculo de circuito magnético com ímã permanente.

    Cap. 6.9–6.12

    29

    04/06

    Lei de Faraday

     

    30

    08/06

    Aplicações de campos lentamente variáveis no tempo

     

    31

    11/06

    Exercícios de revisão

    —

    32

    15/06

    Exercícios de revisão

    —

    33

    18/06

    Segunda prova.

    —

     





















































































































  • Material

  • Avaliações

    • Testes

    • Exercícios computacionais

  • Tópico 6

  • Tópico 7

  • Tópico 8

  • Tópico 9

  • Tópico 10