Eletricidade

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

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

Pré-requisitos

Objetivos
Compreender as Leis Fundamentais dos fenómenos Elétricos e Magnéticos. Utilizar técnicas e conceitos fundamentais para compreender e analisar circuitos elétricos em corrente contínua e em corrente alternada.

Programa
Grandezas e componentes fundamentais dos circuitos elétricos; definições. Carga Elétrica. Campo Elétrico. Corrente Elétrica. Tensão elétrica. Formas da corrente elétrica: corrente unidirecional e corrente de sentido variável; corrente alternada.
Sistema internacional de unidades; prefixos.
Resistência elétrica de um condutor metálico; resistividade; condutância; condutividade; variação com a temperatura.
Circuitos em corrente contínua. Lei de Ohm. A resistência como elemento de circuito. Caraterísticas das resistências; código de cores.
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.
Lei de Joule. Potência absorvida e fornecida por um elemento de circuito. 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. Métodos Sistemáticos de Análise de Circuitos Elétricos.
Condensador: capacidade; caraterística tensão-corrente; energia elétrica armazenada; associação de condensadores. Bobina: grandezas magnéticas; indutância; caraterística tensão-corrente; energia magnética armazenada; associação de indutâncias.
Corrente alternada sinusoidal monofásica. Necessidade da corrente alternada. Grandezas características. Representação matemática. Ângulo de desfasamento entre grandezas sinusoidais da mesma frequência; valores particulares. Representação vetorial. Caracterização dos elementos de circuito em regime alternado sinusoidal: a resistência, a bobina e o condensador. Reactância, impedância, admitância. Circuitos em corrente alternada. Ressonância em circuitos série/paralelo. Potências ativa, reativa e aparente. Fator de potência.
Corrente alternada sinusoidal trifásica. Sistema de tensões trifásicas. Representação matemática e vetorial. Ligação em estrela e em triângulo. Sistemas equilibrados e desequilibrados. Potência nos sistemas trifásicos. Método de Boucherot. Compensação do fator de potência em sistemas trifásicos.
Magnetismo e eletromagnetismo. Introdução. A corrente elétrica e o campo magnético. Circuitos magnéticos. Autoindução e indução mútua. Princípio de funcionamento dos transformadores de potência.
Conclusões.

Metodologia de avaliação
Os alunos serão avaliados através da realização de testes escritos ou exame final e de trabalhos de grupo laboratoriais.

Bibliografia
- A. Edminister, J. e Nahvi, M. (2014). Circuitos Eléctricos (livro de exercícios). (Vol. 1). Bookman: Bookman
- Markus, O. (2007). Circuitos Elétricos - Corrente Contínua e Corrente Alternada. (Vol. 1). Editora Érica: Editora Érica
- Nunes, F. (0). Apresentações das aulas de Eletricidade (Corrente contínua), Folhas de exercícios e Guias de Laboratório.Acedido em7 de outubro de 2015 em http://www.e-learning.ipt.pt/course/view.php?id=1461
- Monteiro, R. (0). Sebenta de Eletricidade: Corrente alternada.Acedido em7 de outubro de 2015 em http://www.e-learning.ipt.pt/course/view.php?id=1461

Método de interação
Aulas teórico práticas para apresentação dos conteúdos programáticos e para resolução de problemas, demonstrações e experiências laboratoriais.

Software utilizado nas aulas