Publicação em Diário da República: Aviso nº 11575/2023 - 16/06/2023
5 ECTS; 1º Ano, Anual, 42,0 TP , Cód. 66336.
Docente(s)
- Raul Manuel Domingos Monteiro (1)(2)
- Eduardo António da Costa Dias Ribeiro (2)
(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona
Pré-requisitos
Não aplicável.
Objetivos
Compreender e utilizar as técnicas e os conceitos fundamentais mais utilizados na análise de circuitos elétricos, em corrente contínua e em corrente alternada.
Programa
1. GRANDEZAS E COMPONENTES FUNDAMENTAIS DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS
1.1. Grandezas elétricas
1.1.1. Carga elétrica
1.1.2. Força exercida entre duas ou mais cargas elétricas
1.1.3. Campo elétrico, tensão elétrica
1.1.4. Lei de Coulomb
1.1.5. Corrente elétrica
1.2. Materiais condutores, dielétricos e semicondutores
1.3. Componentes fundamentais dos circuitos elétricos
1.3.1. Resistência/condutância
1.3.2. Lei de Ohm; característica tensão-corrente de uma resistência
1.3.3. Curto-circuito e circuito aberto
1.3.4. Geradores independentes de tensão e de corrente
1.3.5. Aplicação da Lei de Ohm num circuito com um gerador e uma resistência
1.3.6. Característica tensão-corrente dos geradores independentes
1.4. Potência elétrica
1.4.1. Potência consumida ou dissipada. Lei de Joule
1.4.2. Potência fornecida
1.4.3. Energia elétrica
1.5. Outros componentes dos circuitos elétricos
1.5.1. Elementos ativos e passivos
1.5.2. Componentes lineares e não-lineares
1.5.3. Sinais elétricos
1.5.4. Fontes de alimentação e de sinal
1.5.5. Instrumentos de medida
2. LEIS DE KIRCHHOFF
2.1. Conceitos de malha, nó, ramo e rede
2.2. Leis de Kirchhoff da tensão e da corrente
2.2.1. Aplicação das leis de Kirchhoff a circuitos com uma malha
2.2.2. Aplicação das leis de Kirchhoff a circuitos com duas ou mais malhas
2.3. Associação de resistências
2.3.1. Conceito de ligação em série e em paralelo
2.3.2. Associação de resistências em série e em paralelo
2.3.3. Divisores de tensão e de corrente
2.3.4. Transformações estrela-triângulo e triângulo-estrela
2.4. Associação de geradores independentes ideais
2.5. Geradores com resistência interna
2.5.1. Associação de geradores reais
2.6. Análise de circuitos simples (1 ou 2 malhas)
2.7. Teorema de Thévenin; exemplos de aplicação
2.8. Teorema da sobreposição; exemplos de aplicação.
3. CORRENTE ALTERNADA SINUSOIDAL MONOFÁSICA
3.1. Necessidade da corrente alternada.
3.2. Grandezas características.
3.3. Representação matemática.
3.4. Ângulo de desfasamento entre grandezas sinusoidais da mesma frequência; valores particulares.
3.5. Representação vetorial.
4. OS NÚMEROS COMPLEXOS COMO FERRAMENTA PARA ANÁLISE DE CIRCUITOS EM CORRENTE ALTERNADA SINUSOIDAL
4.1. Definição; representação na forma algébrica
4.2. Representação no plano complexo (plano de Argand)
4.3. Representação na forma trigonométrica
4.4. Representação na forma exponencial
4.5. Representação na forma polar
4.6. Operações matemáticas entre números complexos: soma, subtração, multiplicação, divisão
4.7. A utilização da máquina de calcular; funções R para P e P para R.
5. CARACTERIZAÇÃO DOS ELEMENTOS DE CIRCUITO EM REGIME ALTERNADO SINUSOIDAL
5.1. Resistência
5.1.1. Característica tensão-corrente
5.1.2. Energia dissipada; potência
5.2. Condensador
5.2.1. Capacidade
5.2.2. Característica tensão-corrente no domínio do tempo
5.2.3. Característica tensão-corrente no domínio da frequência; reatância capacitiva
5.2.4. Energia elétrica armazenada
5.2.5. Associação de condensadores
5.3. Bobina
5.3.1. Indutância (coeficiente de auto-indução)
5.3.2. Característica tensão-corrente no domínio do tempo
5.3.3. Característica tensão-corrente no domínio da frequência; reatância indutiva
5.3.4. Energia magnética armazenada
5.3.5. Associação de indutâncias.
6. CIRCUITOS EM CORRENTE ALTERNADA SINUSOIDAL
6.1. Impedância
6.2. Admitância
6.3. Circuitos RL, RC, LC e RLC em série/paralelo
6.4. Potência ativa
6.5. Potência reativa
6.6. Potência aparente
6.7. Triângulo das potências
6.8. Potência complexa
6.9. Fator de potência
6.10. Elementos ligados em paralelo; potências e fator de potência
7. CORRENTE ALTERNADA SINUSOIDAL TRIFÁSICA
7.1. Sistema de tensões trifásicas; tensões simples e tensões compostas
7.2. Representação matemática
7.3. Representação vetorial
7.4. Ligação da carga em estrela
7.4.1. Estrela equilibrada
7.4.2. Estrela não equilibrada
7.5. Ligação da carga em triângulo
7.5.1. Triângulo equilibrado
7.5.2. Triângulo não equilibrado
7.6. Potência nos sistemas trifásicos equilibrados e não equilibrados
7.6.1. Sistemas ligados em paralelo; potências e fator de potência
7.6.2. Método de Boucherot (método da soma das potências) para cálculo das potências e da corrente de um sistema elétrico trifásico (instalação elétrica trifásica)
7.6.3. Compensação do fator de potência em sistemas trifásicos utilizando bancos de condensadores
8. INTRODUÇÃO AO ELETROMAGNETISMO
8.1. A corrente elétrica e o campo magnético
8.2. Circuito magnético; autoindução e indução mútua
8.3. Princípio de funcionamento do transformador de potência.
Metodologia de avaliação
Testes efectuados durante o semestre, ou exame final.
A classificação final é a média das classificações nos testes ou classificação no Exame.
Classificações mínimas para aprovação: CF>=9,5.
Bibliografia
- Medeiros, S. (2001). Introdução aos circuitos eléctricos e electrónicos. (Vol. 1). Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian
- Meireles, V. (2009). Circuitos Eléctricos . (Vol. 1). Lidel: Lidel
Método de Ensino
Aulas teórico-práticas para exposição oral da matéria e para a resolução de problemas.
Software utilizado nas aulas
Não aplicável.
Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: 25 de janeiro de 2023
Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)
