Análise de Circuitos

 

Engenharia Electrotécnica e de Computadores, Publicação em Diário da República - Despacho n.º 7795/2021 - 09/08/2021

6 ECTS; 1º Ano, 1º Semestre, 28,0 PL + 42,0 TP

Docente(s)
- Raul Manuel Domingos Monteiro

Pré-requisitos

Objetivos
Compreender e utilizar as técnicas e os conceitos fundamentais mais utilizados na análise de circuitos elétricos.

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 e 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. Energia e Potência elétrica
1.4.1. Energia elétrica
1.4.2. Lei de Joule. Potência absorvida ou dissipada
1.4.3. Potência fornecida
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. Instrumentos de medida

2. LEIS DE KIRCHHOFF
2.1. Conceitos de malha, nó, ramo e rede
2.2. Leis de Kirchhoff
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
2.2.3. Equações independentes de um circuito
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. Geradores dependentes
2.7. Circuitos simples (1 ou 2 malhas) com geradores de tensão e de corrente dependentes de tensão ou de corrente

3. MÉTODOS SISTEMÁTICOS DE ANÁLISE DE CIRCUITOS
3.1. Método dos nós
3.1.1. Conceitos de tensão nodal e nó de referência
3.1.2. Circuitos com fontes de corrente independentes
3.1.3. Circuitos com fontes de tensão independentes...
3.1.3.1. ...ligadas entre um nó e o de referência
3.1.3.2. ...ligadas entre dois nós: conceito de super-nó
3.1.4. Circuitos com fontes de corrente dependentes
3.1.5. Circuitos com fontes de tensão dependentes...
3.1.5.1. ...ligadas entre um nó e o de referência
3.1.5.2. ...ligadas entre dois nós
3.2. Método das malhas
3.2.1. Conceito de corrente de malha
3.2.2. Circuitos com fontes de tensão independentes
3.2.3. Circuitos com fontes de corrente independentes...
3.2.3.1. ...pertencentes a uma só malha
3.2.3.2. ...comuns a duas malhas: conceito de super-malha
3.2.4. Circuitos com fontes de tensão dependentes
3.2.5. Circuitos com fontes de corrente dependentes...
3.2.5.1. ...pertencentes a uma só malha
3.2.5.2. ...comuns a duas malhas

4. TEOREMAS FUNDAMENTAIS DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS
4.1. Teorema de Thévenin
4.2. Teorema de Norton
4.3. Teorema da sobreposição
4.4. Transformações de fontes
4.5. Teorema da máxima transferência de potência

5. CONDENSADOR
5.1. Capacidade
5.2. Característica tensão-corrente
5.3. Energia elétrica armazenada
5.4. Associação de capacidades

6. BOBINA
6.1. Grandezas magnéticas
6.2. Coeficiente de auto-indução (indutância)
6.3. Característica tensão-corrente
6.4. Energia magnética armazenada
6.5. Associação de bobinas

7. ANÁLISE DO REGIME TRANSITÓRIO EM CIRCUITOS DE 1ª ORDEM
7.1. Solução natural
7.2. Solução forçada
7.3. Representação gráfica

8. CIRCUITOS EM CORRENTE ALTERNADA
8.1. Regime forçado alternado sinusoidal
8.1.1. Grandezas características
8.1.2. Conceitos de impedância e admitância
8.1.3. Generalização das Leis de Kirchhoff e dos teoremas fundamentais da Análise de Circuitos em C.C. aos Circuitos em C.A.
8.1.4. Potência ativa, reativa e aparente; fator de potência
8.1.5. Filtros passivos passa-baixo, passa-alto e passa-banda.

Metodologia de avaliação
Testes efectuados durante o semestre, ou exame final, e trabalhos de laboratório.
Classificação final (CF) na Unidade Curricular:

CF=0,7E+0,3P

em que
E: média das classificações nos testes ou classificação no Exame;
P: média das classificações nos trabalhos de laboratório.
Classificações mínimas para aprovação: CF>=9,5; E>=8,5; P>=9,5.

Bibliografia
- Meireles, V. (2010). Circuitos Eléctricos. Lisboa: LIDEL
- Medeiros Silva, M. (2001). Introdução aos circuitos eléctricos e electrónicos. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian
- Vieira, A. (0). Caderno de exercícios de Análise de Circuitos. Acedido em 21 de fevereiro de 2017 em http://www.e-learning.ipt.pt/
- Nunes, F. e Monteiro, R. (0). Apresentações das aulas teóricas de Análise de Circuitos. Acedido em 27 de setembro de 2021 em https://doctrino.ipt.pt

Método de interação
Aulas teórico-práticas para exposição oral da matéria e para a resolução de problemas; aulas prático-laboratoriais para a resolução de problemas e para a realização de trabalhos de laboratório sobre a matéria dada.

Software utilizado nas aulas
LTspice Simulator.

 

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável