3) IMPORTÂNCIA DESTE PROGRAMA DE APRENDIZAGEM NA FORMAÇÃO PROFISSIONAL, NESTE MOMENTO DO CURSO

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1 PROGRAMA DE APRENDIZAGEM NOME: SEL0302 Circuitos Elétricos II PROFESSORES: Azauri Albano de Oliveira Junior turma Eletrônica PERÍODO LETIVO: Quarto período NÚMERO DE AULAS: SEMANAIS: 04 aulas TOTAL: 60 aulas CURSO: Engenharia Elétrica com ênfase em Eletrônica 1) EMENTA Circuitos elétricos acoplados magneticamente. Aplicações da Transformada de Laplace na solução de circuitos elétricos lineares. Circuitos no domínio da freqüência complexa s: resistências, indutâncias e capacitâncias no domínio s. Funções de Transferência e Funções de Rede. Representação de circuitos elétricos através de quadripolos. Funções de resposta em freqüência e introdução aos circuitos de seleção de freqüência. Aplicação da Série de Fourier Circuitos na solução de circuitos elétricos lineares excitados por funções periódicas não senoidais. Conceitos de potência e fator de potência em circuitos elétricos excitados por funções periódicas não senoidais. 2) OBJETIVO GERAL DA DISCIPLINA. Complementar as técnicas de análise de circuitos elétricos lineares introduzidas na disciplina Circuitos Elétricos I, através da utilização de ferramentas matemáticas mais poderosas, tais como a Transformada de Laplace e a Série de Fourier que possibilitam a construção de novos conceitos de modelagem de circuitos elétricos lineares do ponto de vista de sistemas. Através destes novos conceitos e modelos possibilitar aos alunos novos entendimentos dos problemas de engenharia elétrica utilizando novas ferramentas de análise de circuitos elétricos que são fundamentais para as observações qualitativas e quantitativas dos mesmos e que os levarão futuramente à elaboração de problemas de projeto e síntese de produtos e sistemas de Engenharia Elétrica. 3) IMPORTÂNCIA DESTE PROGRAMA DE APRENDIZAGEM NA FORMAÇÃO PROFISSIONAL, NESTE MOMENTO DO CURSO As técnicas de análise reaplicadas através da utilização de ferramentas matemáticas mais poderosas do que as utilizadas na disciplina anterior, tais como a transformada de Laplace e a Série de Fourier, permitirão ao aluno resolver problemas mais gerais de problemas de engenharia elétrica que possam ser modelados através de circuitos elétricos do tipo circuitos lineares, dos que anteriormente possíveis. Permitirão

2 introduzir o estudante em conceitos e técnicas, tais como funções de transferência, reposta em freqüência, quadripolos, e acoplamentos magnéticos que futuramente serão utilizadas na realização de análise e projeto de problemas de engenharia elétrica em praticamente todas as especialidades possíveis. Alguns problemas de circuitos com aspectos mais práticos já serão tratados, em uma forma introdutória, tais como a conceituação de modelagem de transformadores, filtros passivos básicos, e a extensão dos conceitos de energia e potências elétricas relacionadas a sistemas com formas de onda não senoidais com implicações em problemas de qualidade de energia elétrica. É fundamental esta conceituação nesta fase do curso, pois as técnicas e conceitos aqui apreendidos deverão ser largamente utilizadas em todas as outras fases e disciplinas posteriores do curso. 4) SITUAÇÕES E/OU FUNÇÕES (eixos integrativos) NAS QUAIS SE FARÁ USO INTEGRADO DOS CONHECIMENTOS ADQUIRIDOS NO PROGRAMA. Durante o desenvolver dos temas e a realização de trabalhos e exercícios estarão integrados sempre situações de conhecimentos matemáticos e físicos adquiridos, que deverão auxiliar a compreensão dos novos conceitos e técnicas que estarão sendo tratadas na disciplina. Estas integrações deverão ser percebidas pelos alunos e induzidas pelo professor associando sempre com disciplinas anteriores, disciplinas que estarão sendo oferecidas em paralelo e associando também com problemas reais e situações novas que também irão ser tratadas em disciplinas e módulos posteriores. 5) OBJETIVOS ESPECÍFICOS DO PROGRAMA x LÓGICA DE CONTEÚDOS a) PARA O PROFESSOR Introduzir aos alunos os conceitos de acoplamento magnético, suas técnicas de representação e solução de circuitos acoplados magneticamente, utilizando os conhecimentos anteriores adquiridos na disciplina de Circuitos Elétricos I. Estender as técnicas de análise de circuitos elétricos lineares através da aplicação da Transformada de Laplace, e levar os alunos a entenderem que estas técnicas levam a uma formulação mais geral de solução de problemas de circuitos elétricos lineares denominada de circuitos no domínio s (domínio da freqüência complexa). Introduzir os conceitos de funções de transferência, pólos e estabilidade de circuitos elétricos lineares. Conceituar o aluno na construção de modelos de circuitos denominada de representação por quadripolos. Introduzir os conceitos de função de resposta em freqüência, e suas aplicações na análise e construção de circuitos de seleção de freqüências. Apresentar ao aluno a técnica de análise gráfica denominada de gráficos de Bode. Aplicar a Série de Fourier à solução de circuitos elétricos lineares excitados com funções periódicas não senoidais. Estender os conceitos de potência e fator de potência aos circuitos lineares excitados por funções periódicas não senoidais.

3 b) PARA O ALUNO Revisar os conceitos e técnicas de análise de solução de circuitos elétricos lineares aprendidos em Circuitos Elétricos I. Revisar os conhecimentos matemáticos e físicos necessários para o perfeito entendimento de suas aplicações nos temas que serão tratados na disciplina: cálculo, álgebra matricial, vetores e funções complexas, equações diferenciais, energia e potência, etc... Acompanhar as aulas de forma ativa discutindo com o professor e os colegas os novos conceitos adquiridos associando-os os seus conhecimentos anteriores e às possibilidades abertas para o entendimento, análise e soluções de situações novas. Realizar os exercícios propostos em número suficiente, individualmente e em grupo para adquirir destreza nas novas técnicas e metodologias aprendidas. Realizar as provas e/ou trabalhos apresentados pelo professor. Manter constância nos estudos individuais sobre os temas das aulas. Realizar pesquisas bibliográficas individuais e em grupo de estudos procurando ampliar seus conhecimentos para além da sala de aula, trazendo para discussões de dentro da sala de aula situações novas que possam ser debatidas sob o contexto do que está sendo tratado na disciplina. Manter uma postura respeitosa e ética consigo próprio, com os colegas e com o professor dentro e fora da sala de aula. 6) CONTEÚDO Indutâncias acopladas magneticamente e o conceito de indutância mútua. Representação de indutâncias acopladas magneticamente através da convenção dos pontos. Solução de circuitos acoplados magneticamente. Modelos de circuitos equivalentes de transformadores. Modelo de transformadores ideais. Revisão dos fundamentos da Transformada de Laplace (T. L.). Aplicação da T. L. na solução de circuitos elétricos lineares. Elementos de circuito (resistores, indutores, e capacitores) do domínio da freqüência complexa s. Modelos e resolução de circuitos no domínio da freqüência complexa s. Conceituação de Funções de Transferência. Equações características dos circuitos elétricos e a determinação dos pólos e condições de estabilidade de circuitos elétricos lineares. Representação de circuitos elétricos através de modelos de quadripolos: modelo de impedância, de admitância, híbrido, híbrido inverso, transmissão e transmissão inversa. Transformações de modelos de quadripolos Associações em cascata, série e paralelo de quadripolos. Conceituação de Função de Resposta em Freqüência. Representação gráfica da Função de Resposta em Freqüência através de gráficos de ganho e gráficos de fase lineares. Representação gráfica da Função de Resposta em Freqüência através dos gráficos de ganho e gráficos em decibell (db): gráficos de Bode.

4 Introdução aos circuitos de seleção de freqüência com dispositivos passivos: filtro passa alta e passa baixa de primeira ordem, filtro passa-faixa e rejeita-faixa de segunda ordem, conceitos de circuitos ressonantes. Aplicação da Série de Fourier Trigonométrica na solução de circuitos elétricos lineares excitados por funções periódicas não senoidais. Representação gráfica de tensões e correntes elétricas através de gráficos de espectro. Conceitos de potência e fator de potência em circuitos elétricos excitados por funções periódicas não senoidais. CONHECIMENTOS PRÉVIOS Técnicas de análise e solução de circuitos vistos em Circuitos Elétricos I, entendimentos das leis físicas de alguns dispositivos elétricos (resistores, indutores, capacitores, fontes, etc), que podem ter sido vistos em disciplinas de física, em circuitos elétricos I e também estão sendo vistos em eletromagnetismo, além de técnicas de modelagem e soluções de problemas utilizando a matemática superior como ferramentas, tais como Cálculo, Equações Diferenciais Ordinárias, Álgebra Linear, Geometria Analítica e Fundamentos de Funções de Variáveis Complexas. PROGRAMA SEGUINTE As técnicas e conceitos de Circuitos Elétricos são a base de praticamente todas as outras áreas de Engenharia Elétrica, tais como Circuitos Eletrônicos, Sistemas de Controle, Sistemas de Energia, etc... PORQUE APRENDER ESTE CONTEÚDO? Porque circuitos elétricos, juntamente com eletromagnetismo e materiais elétricos, perfazem o tripé que sustenta a base conceitual e de técnicas metodológicas para a análise e síntese de todos os problemas relacionados à Engenharia Elétrica. 7) METODOLOGIA DE ENSINO UTILIZADA Aulas expositivas dialogadas usando metodologia dialética. Tempestade de idéiais e/ou mapas conceituais. Trabalhos em grupos. Trabalhos e exercícios individuais. 8) FORMAS E MOMENTOS DE AVALIAÇÃO Entrega de exercícios individuais e/ou em grupos durante o desenvolvimento de cada grupo de tópicos coerentes. Provas individuais ao término de cada grupo de tópicos coerentes. 9) BIBLIOGRAFIA BÁSICA a) Nilsson, J. W. e Riedel, S. A; Circuitos Elétricos, sexta edição, LTC Editora, b) Hayt Jr., W. H., Kemmerly, J. E. e Durbin, S. M.; Análise de Circuitos em Engenharia, Ed. McGraw-Hill, 2007.

5 10) BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR a) Johnson, D. E., Johnson, J. R., Hilburn, J. L., Scott, P. D.; Electric Circuit Analysis, Third Edition, New Jersey, Prentice Hall, b) Oliveira Jr., A. A.; Apostila de Transformada de Laplace, EESC-USP, site de disciplinas online do Departamento de Engenharia Elétrica da EESC-USP. c) Oliveira Jr., A. A; Apostila de Revisão de Série de Fourier, EESC-USP, site de disciplinas online do Departamento de Engenharia Elétrica da EESC-USP.