Eletricidade

TeSP - Manutenção de Sistemas Mecatrónicos
7 ECTS; 1º Ano, 1º Semestre, 37,50 T + 52,50 PL + 3,0 OT

Docente(s)
- Francisco José Alexandre Nunes
- Raul Manuel Domingos Monteiro

Pré-requisitos
Não aplicável.

Objetivos
(1.) Compreender as Leis Fundamentais dos fenómenos Elétricos. (2.) Dominar as técnicas e os conceitos fundamentais mais utilizados na Análise de Circuitos Elétricos em CC, (3.) em CA monofásica e (4.) em CA trifásica. (5.) Introduzir conceitos fundamentais relacionados com fenómenos magnéticos.

Programa
1. Grandezas e componentes fundamentais dos circuitos elétricos; definições.
1.1 Carga Elétrica. Campo Elétrico. Corrente Elétrica. Tensão elétrica. Formas da corrente elétrica: corrente unidirecional e corrente de sentido variável; corrente alternada.
1.2 Sistema internacional de unidades; prefixos.
1.3 Resistência elétrica de um condutor metálico; resistividade; condutância; condutividade; variação com a temperatura.

2. Circuitos em corrente contínua.
2.1 Lei de Ohm. A resistência como elemento de circuito. Caraterísticas das resistências; código de cores.
2.2 Fonte de tensão independente. Fonte de tensão dependente de uma tensão e de uma corrente. Fonte de corrente independente. Fonte de corrente dependente de uma tensão e de uma corrente. Elementos de circuito reais usando fontes ideais.
2.3 Lei de Joule. Potência absorvida e fornecida por um elemento de circuito.
2.4 Leis de Kirchhoff. Análise de circuitos simples. Associação de resistências e de condutâncias. Divisor de tensão e de corrente. Teorema da sobreposição. Teorema de Thévenin. Teorema de Norton. Teorema da máxima transferência de potência.
2.5 Métodos Sistemáticos de Análise de Circuitos Elétricos.
2.6 Condensador: capacidade; caraterística tensão-corrente; energia elétrica armazenada; associação de condensadores. Bobina: grandezas magnéticas; indutância; caraterística tensão-corrente; energia magnética armazenada; associação de indutâncias.

3. Corrente alternada sinusoidal monofásica.
3.1 Necessidade da corrente alternada.
3.2 Grandezas características. Representação matemática. Ângulo de desfasamento entre grandezas sinusoidais da mesma frequência; valores particulares. Representação vetorial.
3.3 Caracterização dos elementos de circuito em regime alternado sinusoidal: a resistência, a bobina e o condensador. Reactância, impedância, admitância.
3.4 Circuitos em corrente alternada. Ressonância em circuitos série/paralelo.
3.5 Potências ativa, reativa e aparente. Fator de potência.

4. Corrente alternada sinusoidal trifásica.
4.1 Sistema de tensões trifásicas. Representação matemática e vetorial. Ligação em estrela e em triângulo.
4.2 Sistemas equilibrados e desequilibrados.
4.3 Potência nos sistemas trifásicos. Método de Boucherot. Compensação do fator de potência em sistemas trifásicos.

5. Introdução ao magnetismo e eletromagnetismo.
5.1 A corrente elétrica e o campo magnético.
5.2 Circuitos magnéticos. Autoindução e indução mútua.
5.3 Princípio de funcionamento dos transformadores de potência. Conclusões.

Nota: o Professor Adjunto Francisco José Alexandre Nunes leciona os conteúdos programáticos descriminados nos pontos 1. e 2., e o Professor Adjunto Raul Manuel Domingos Monteiro leciona os conteúdos programáticos descriminados nos pontos 3., 4. e 5..

Metodologia de avaliação
1) Componente teórica (CT): dois testes de avaliação escritos ou exames.
2) Componente prática (CP): trabalhos de laboratório.
Classificação final na UC: CF=0,6CT+0,4CP; classificações mínimas para aprovação: CF>9,5, CT>8,5 e CP>9,5 em 20 valores.

Bibliografia
- Markus, O. (2007). Circuitos Elétricos - Corrente Contínua e Corrente Alternada. (Vol. 1). Editora Érica: Editora Érica
- Nahvi, M. e A. Edminister, J. (2014). Circuitos Eléctricos (livro de exercícios). (Vol. 1). Bookman: Bookman
- Monteiro, R. (0). Sebenta de Eletricidade: Corrente alternada. Acedido em 7 de outubro de 2015 em http://www.e-learning.ipt.pt/course/view.php?id=1461
- Nunes, F. (0). Apresentações das aulas de Eletricidade (Corrente contínua), Folhas de exercícios e Guias de Laboratório. Acedido em 7 de outubro de 2015 em http://www.e-learning.ipt.pt/course/view.php?id=1461

Método de interação
Aulas teórico-práticas para exposição da matéria teórica e para resolução de exercícios. Aulas laboratoriais para a realização de trabalhos de laboratório.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável.