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Electrotecnia Teórica
EE 2004 . 2005 - º semestre
programa e bibliografia 1. Análise vectorial
O conceito de campo, f(r,t). Sistemas de coordenadas e de versores (coord. cartesianas, cilíndricas e esféricas). Elementos diferenciais de linha, de superfície e de volume. Operadores diferenciais vectoriais: gradiente, divergência, rotacional e laplaciano. Integrais de caminho, de superfície e de volume. O teorema de Gauss e o teorema de Stocks. 2. Campos estáticos O campo electrostático de uma distribuição de cargas. Linhas de campo. Fluxo do campo. Equação integral de Gauss. Equação local do campo (ou 1ª eq. de Maxwell). O rotacional do campo electrostático. Campos conservativos e função potencial. O Potencial electrostático devido a uma distribuição de cargas. A equação de Poisson. Continuidade da função potencial. Condições fronteira em superfícies de descontinuidade. Energia potencial de uma distribuição de cargas. Densidade de energia do campo electrostático. Potencial electrostático de um dipólo eléctrico. Energia potencial e torque sobre um dipólo eléctrico. Expansão multipolar do potencial. Campos em condutores em equilíbrio electrostático. Capacidade e energia de um condensador. O efeito de pontas (pára-raios, microscópio de efeito de campo, etc...). Campos em meios materiais dieléctricos. Tipos de dieléctricos. Cargas livres e cargas de polarização. Vectores Deslocamento e Polarização. Permitividade e rigidez dieléctrica. Condições fronteira. As equações de Laplace e de Poisson. Teorema da unicidade. Correntes. Densidade de corrente. Equação da continuidade. Lei de Ohm. Campos magnetostáticos. Força de Lorentz. Lei de Biot-Savart. Lei de Ampère. Divergência e Rotacional do campo. 2ª eq. de Maxwell. Força entre 2 circuitos eléctricos. O potencial vector. Expansão multipolar do potencial vector. Momento dipolar magnético. Energia potencial e torque sobre um dipólo magnético. Condições fronteira magnéticas. Densidade de energia do campo magnético. Campos em meios magnéticos. Tipos de materiais. Correntes equivalentes de Ampère. Vector magnetização. O campo magnético, H. Histerese. Condições fronteira. 3. Electrodinâmica Força electromotriz. Lei indução de Faraday. Lei de Lenz. A 3ª eq. de Maxwell. Indutância. Indutância mútua e auto-indutância. O transformador. As equações de Maxwell no vazio. A forma das eqs. num meio material. O teorema de Poynting. Vector de Poynting. A equação de onda. Ondas electromagnéticas no vazio. A experiência de Hertz. Intensidade. Ondas electromagnéticas em bons condutores. Efeito pelicular. Propagação de ondas através de um linha de transmissão coaxial. Potenciais retardados. Radiação de um dipólo eléctrico oscilante. Bibliografia recomendada M. Sadiku, Elementos de Electromagnetismo, 3ª ed. Bookman, 2004. Este é o livro de texto recomendado. A sequência e a profuncidade com que os temas são abordados segue de perto o plano proposto para o curso. É um livro pensado para cursos de Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Existe tradução portuguesa de boa qualidade, saída em 2004, que está disponível nas livrarias (pese embora o preço :( .
D. J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics. Prentice Hall, 1999. É o livro favorito do Professor. Usado em boas universidades (MIT, etc...). Existe na biblioteca do DEEC. J. Villate, Electromagnetismo, Mc Graw-Hill, 1999. Este é um bom livro, claro e de fácil leitura. Todavia, alguns dos assuntos são tratados com detalhe porventura inferior ao pretendido. Recomenda-se que não seja a única leitura. Existe na biblioteca do DEEC. L. Brito, M. Fiolhais, C. Providência, Campo Electromagnético. McGraw-Hill, 1999. Recomendado para consulta. É um bom livro de texto. É habitualmente usado na Licenciatura em Física. Existe na biblioteca do DEEC. J. D. Jackson, Classical Electrodynamics. John Wiley & Sons, 1999. Definitivamente a Referência. Existe na biblioteca do DEEC.
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