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TeSP - Manutenção de Sistemas Mecatrónicos

Eletricidade

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Publicação em Diário da República: Despacho n.º 11230/2020 - 13/11/2020

7 ECTS; 1º Ano, 1º Semestre, 15,0 T + 30,0 PL + 30,0 TP + 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 eletromagnéticos.

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 Fontes de tensão e de corrente independentes. 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. Equivalentes de Thévenin e de Norton. Transformações de fonte. Teorema da máxima transferência de potência.

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.
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. Conclusões.

Metodologia de avaliação
1.Avaliação contínua constituída por:
1.1 Componente teórica (CT): dois testes de avaliação escritos efetuados durante o Semestre letivo;
1.2 Componente prática (CP): trabalhos de laboratório efetuados durante o Semestre letivo;
1.3 Classificação final na UC (CFT): CFT=0,6CT+0,4CP; classificações mínimas para aprovação: CFT>=10, CT>=8 e CP>=10 em 20 valores.

2.Avaliação na época de Exame (para qualquer época de Exame):
2.1 Classificação no Exame escrito (CE);
2.2 Componente prática (CP): trabalhos de laboratório efetuados durante o Semestre letivo;
2.3 Classificação final na UC (CFE): CFE=0,6CE+0,4CP; classificações mínimas para aprovação: CFE>=10, CE>=8 e CP>=10 em 20 valores.

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
- Monteiro, Nunes, M. (0). Apresentações das aulas de Eletricidade (Corrente contínua), Folhas de exercícios e Guias de Laboratório. Acedido em 22 de setembro de 2022 em http://www.e-learning.ipt.pt/
- Monteiro, Nunes, M. (0). Sebenta de Eletricidade: Corrente alternada. Acedido em 23 de setembro de 2022 em http://www.e-learning.ipt.pt
- Gabino Alonso, Analog Devices, Linear Technology, . (0). Get Up and Running with LTspice . Acedido em 7 de setembro de 2022 em https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/get-up-and-running-with-ltspice.html

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

Software utilizado nas aulas
LTspice®: o LTspice® é um programa informático de simulação SPICE de circuitos elétricos, captura esquemática, e visualizador de formas de onda, com modelos para facilitar a simulação de circuitos elétricos analógicos. É um programa "freeware", i.e., disponível sem nenhum custo para uso ilimitado, e estão incluídos no "download" do LTspice macromodelos para a maioria dos dispositivos analógicos, bem como uma biblioteca de dispositivos elétricos e eletrónicos para simulação geral de circuitos elétricos e eletrónicos. Foi e continua a ser desenvolvido pela Analog Devices, Linear Technology.

 

Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: 17 de janeiro de 2023

Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)

 

 


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