apresentação da disciplina: circuitos elétricos i
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA
CAMPUS ITAJAÍ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROELETRÔNICA
Prof. Wilson Valente Junior, EE. Dr.
Apresentação da Disciplina:
Circuitos Elétricos I
3ª Fase (80 horas)
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Curso de Engenharia Elétrica
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Curso de Engenharia Elétrica
Eixo Fundamental para todo o
curso de Engenharia Elétrica
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Eixo Fundamental para todo o
curso de Engenharia Elétrica
Curso de Engenharia Elétrica
Eletricidade (20h):
Conceitos Básicos de Eletricidade
Introdução a Medidas Elétricas
(diversos conceitos simplificados)
Circuitos I (80h):
Principais Métodos de Análise (CC);
Introdução a Circuitos CA
Circuitos II (60h):
Análise de Circuitos CA
Circuitos Polifásicos
Circuitos III (60h):
Análise Transitória (1ª e 2ª ordem)
Resposta em frequência
Análise de Redes (Fourier, Laplace)
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Plano de Ensino: Objetivo • Entender e identificar os elementos de circuito elétrico;
• Dominar técnicas de resolução de circuitos elétricos.
Plano de Ensino: Bases Tecnológicas • Unidades de medidas de grandezas
elétricas: tensão, corrente, resistência,
potência e energia;
• Métodos de Análise em CC: Leis de
Kirchhoff;
• Regras dos divisores de Tensão e
Corrente;
• Métodos de Análise de Malhas, Nodal e
Transformação de Fontes;
• Teoremas de Superposição, Thévenin,
Norton e Máxima transferência de potência;
• Noções de geração em CA;
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Plano de Ensino: Avaliação • O conceito final do aluno (apto ou inapto) é obtido a partir da média final (MF) e
da frequência em sala-de-aula. A média final (MF) é obtida a partir da média
ponderada entre as notas de avaliação continuada (AC) (atividades propostas em
sala de aula e lista de exercícios), avaliação prática (AP) (média aritmética das
notas de laboratório), e média das provas (MP), conforme a seguinte fórmula:
4
*2 MPAPACMF
• Além do desempenho nas atividades, serão avaliados também: disciplina,
pontualidade, interesse, dedicação e educação. Requisitos estes necessários,
juntamente com a MÉDIA FINAL, para a obtenção do CONCEITO.
• Apto - Aluno que desempenhou de forma satisfatória as tarefas exigidas, com
Média Final geralmente superior a 6,0.
• Não Apto - Aluno que desempenhou de forma insatisfatória as tarefas exigidas,
com Média Final geralmente inferior a 6,0.
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Plano de Ensino: Cronograma
Aula Data Tema*
1 23/08/2016 Apresentação da disciplina e plano de ensino
Unidades de Medidas e Revisão de Eletricidade Básica.
2 30/08/2016 Principais Grandezas Elétricas (carga elétrica, tensão, corrente resistência potência e
energia).
3 06/09/2016 Introdução à análise de circuitos elétricos (Leis de Kirchhoff).
Circuitos Elétricos Fundamentais (série, paralelo, misto).
4 13/09/2016 Balanço de Potência em Circuitos Elétricos .
Introdução a medidas elétricas (voltímetro e amperímetro).
5 20/09/2016 PROVA 1
6 27/09/2016 Analise de circuitos pelo método das malhas.
7 04/10/2016 Analise de circuitos pelo método dos nós.
8 11/10/2016 Vantagens e desvantagens de cada método de análise de circuito.
9 18/10/2016 Introdução a fontes de corrente e transformação de Fontes.
Introdução a fontes controladas.
10 25/10/2016 Análise de supermalhas e supernós.
Técnicas adicionais de análise: Teorema da superposição.
11 01/11/2016 Técnicas adicionais de análise: Teorema Thévenin e Norton.
Teorema da Máxima transferência de Potência.
12 08/11/2016 PROVA 2
13 22/11/2016 Introdução a sinais senoidais.
14 29/11/2016 Elementos Reativos: Capacitores e Indutores.
15 06/12/2016 Reatância e Impedância (Revisão de Números Complexos).
16 13/12/2016 Introdução à circuitos elétricos no domínio da frequência.
17 20/12/2016 PROVA 3
18 ? Aula de Encerramento da Disciplina e Atividades de Recuperação
*sujeito a modificações no decorrer do curso
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Plano de Ensino: Bibliografia
Boylestad Irwin
Johnson Orsini
Edminister
Flowler Bolton Albuquerque Hayt
Sadiku Nilsson Boylestad
Irwin
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Plano de Ensino: Bibliografia
Boylestad Hayt Sadiku Nilsson
Bases Tecnológicas da Ementa Conteúdos Programáticos Boylestad Irwin Sadiku Nilsson/Riedel Hayt
1. Introdução aos Circuitos Elétricos Cap.1 Unidade de medida Cap.1 Introdução
2. Revisão dos conceitos de eletricidade básica Cap.2 Corrente e
- (eletrização, tensão, corrente, resistência, potência, energia) Cap.3 Resistência
- (1ª e 2ª Lei de Ohm). Cap 4.Lei de Ohm, potencia energiaMétodos de Análise em Corrente
Continua: Leis de Kirchhoff;3. Introdução aos métodos de análise de circuitos elétricos (Leis de Kirchhoff) Cap.2 Elementos de Circuitos (fontes e lei de kirchhoff)
4. Circuitos elétricos fundamentais (revisão de circuitos série, paralelo e misto)
5. Balanço de potência em circuitos elétricos Cap.6 Circuito Paralelo
6. Introdução ao Voltímetro e Amperímetro (modelo circuital e montagem) Cap.7 Circuito Misto
7. Analise de circuitos pelo método das malhas
8. Análise de circuitos pelo método dos nós;
9. Introdução a fontes de corrente e transformação de Fontes;
10. Introdução a fontes controladas;
11. Análise de supermalhas e supernós;
12. Técnicas adicionais de análise: Teorema da superposição;
13. Técnicas adicionais de análise: Teorema Thévenin e Norton;
14. Teorema da Máxima transferência de Potência
Cap.10 Capacitores
15. Introdução a sinais senoidais; Cap.12 Indutores
16. Elementos Reativos: Capacitores e Indutores; Cap 13 Corentes e tensões Senoidais
17. Reatância e Impedância (Revisão de Números Complexos); Cap.14 Elementos Básicos e Fasores
18. Introdução à circuitos elétricos no domínio da frequência Cap.15 Circutos em Corrente alternada
Cap.17 Métodos de Análise Tópicos Selecionados (Fontes controladas)Simulação computacional de circuitos
elétricos.19. Simulação de circuitos elétricos e análise de tensões Diversos Capítulos Diversos Capítulos Diversos Capítulos Diversos Capítulos Diversos Capítulos
Cap. 8 - Análise do
Regime Estacionário
dos Circuitos CA
Cap. 1 Conceitos
Básicos
Cap. 2 Circuitos Resistivos
Cap. 3 - Técnicas de
Análise Nodal e de
Laços
Cap. 5 - Técnicas
Adicionais de Análise
Cap. 6 - Capacitância e
Indutância
Cap.8 Métodos de
Análise de Circuitos
Tópicos Selecionados
Cap.9 Teoremas de
Circuitos
Cap.5 Circuito Série
(lei de kirchoff)
Cap.2 Componentes
Básicos (inclui fontes
de V, I e controlada)
Cap.3 Leis de Tensão e Corrente
Cap.7 Capacitores e
Indutores
Cap.10 Análise do
Regime Permanente
Senoidal
Cap.1 Conceitos
Básicos
Cap.3 Métodos de
Análise
Cap.4 Teoremas de
Circuitos
Cap.6 Indutância e
Capacitância
Cap.9 Análise do
Regime Permanente
Senoidal
Cap.1 Variáveis de
Circuitos
Cap.4 Técnicas de
Análse de Circuitos
Cap.3 Circuitos
resistivos simples
Unidades de medidas de grandezas
elétricas: tensão, corrente, resistência,
potência e energia;
Regras dos divisores de Tensão e
Corrente;
Métodos de Análise de Malhas, Nodal e
Transformação de Fontes;
Teoremas de Superposição, Thévenin,
Norton e Máxima transferência de
potência;
Noções de geração em CA;
Cap.5 Técnicas ùteis
de Análise de
Circuitos
Cap.4 Análise Nodal
e Análise de Malha
Cap.2 Leis Básicas
Cap.6 Indutores e
Capacitores
Cap.9 Senoides e
Fasores
Irwin
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Disponibilidade de Bibliografia (Câmpus Itajaí)
Boylestad Irwin Sadiku
Boylestad
• Referências Básicas
12ª Ed. 10ª Ed.
- 5 Livros
- 5 em Aquisição
- Preview online
- 8 em Aquisição - 8 em Aquisição
- Preview online
10ª Ed. 5ª Ed.
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- 3 Livros
- Preview online
Disponibilidade de Bibliografia (Câmpus Itajaí)
Nilsson Dorf
• Referências Complementares
Hayt
- Preview online - 3 Livros
Burian
- 3 Livros
Mariotto
- 2 Livros
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Nota aos Estudantes:
Hayt
Sadiku
Nilson/Riedel
Hayt
Boylestad
Hayt
Sadiku
Nilsson
Irwin
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Nota aos Estudantes:
• SADIKU, M. N. O.; ALEXANDER, C. K. Fundamentos de
circuitos elétricos. P. Alegre: Bookman, 2003.
Sadiku
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• HAYT, W.H, Análise de Circuitos Em Engenharia: Mcgraw-
Hill, 2014.
Nota aos Estudantes:
Hayt
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Nota aos Estudantes:
• NILSSON, J. W.; RIEDEL, S.A. Circuitos elétricos. 8ª ed. São
Paulo: Pearson, 2009.
Nilson/Riedel
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• HAYT, W.H, Análise de Circuitos Em Engenharia: Mcgraw-
Hill, 2014.
Nota aos Estudantes:
Hayt
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Soluções Reais de Engenharia (Caso 1: Analogia de Circuitos para
Dimencionamento Térmico de Dissipadores)
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Soluções de Engenharia:
• Objetivos:
– Verificar a necessidade de uso de dissipador de calor ou não.
– Calcular um sistema de dissipação que evite que a temperatura
de junção ultrapasse o valor máximo permitido (para a pior
condição de temperatura ambiente e pior condição de operação)
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Soluções de Engenharia:
• Modelo Térmico:
– Faz uma analogia circuital relacionando as
resistências térmicas, temperaturas e potência total.
Junção Cápsula Dissipador Ambiente
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Modelagem da relação de
temperatura e fluxo de potência
Modelagem da resistência
térmica equivalente (em série)
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Soluções Reais de Engenharia (Caso 2: Analogia de Circuitos Elétricos para Análise
de Propagação de Ondas Eletromagnéticas em
Ambientes Críticos)
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Soluções de Engenharia:
• Objetivos:
– Gerenciar a EMC/EMI em ambientes hospitalares de
grande inserção tecnológica.
Visita Técnica do Curso de Eng. Elétrica ao
Hospital Unimed Litoral de Balneário Camboriú (julho 2016)
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Como garantir que não
haja EMI entre os diversos
equipamentos?
Soluções de Engenharia:
• Objetivos:
– Gerenciar a EMC/EMI em ambientes hospitalares de
grande inserção tecnológica.
The Use of Equivalent Model and Numerical
Simulation for EMC Analysis in Hospital Environments
IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility
Year: 2016, Volume: 58, Issue: 4, Pages: 950 – 955.
DOI: 10.1109/TEMC.2016.2552170
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Soluções de Engenharia:
• Consiste em modelar o meio de propagação por uma rede
de circuitos interconectados (malha TLM), onde os impulsos
de tensão e corrente são transmitidos em analogia com a
teoria de propagação da luz proposta por Huygens.
MÉTODO TLM (Modelagem por Linhas de Transmissão)
Princípio de
Huygens
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Soluções de Engenharia:
MÉTODO TLM (Modelagem por Linhas de Transmissão)
• Este método é baseado em uma analogia entre a aplicação
das leis de Kirchoff para o nó TLM e as equações de Maxwell
Nó TLM (Circuito Elétrico)
Domínio 3D: SCN (Symmetrical Condensed Node)
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Soluções de Engenharia:
MÉTODO TLM (Modelagem por Linhas de Transmissão)
• Este método é baseado em uma analogia entre a aplicação
das leis de Kirchoff para o nó TLM e as equações de Maxwell
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Analogia
Relações definidas por analogia (Kirchoff x Maxwell)
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Equivalências
V/I e E/H: Parâmetros
do Meio
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Soluções de Engenharia:
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Fuji Maximus
(K. Takaoka)
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B-3600 A
(Deltronix)
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DX 2710
(Dixtal)
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(Samtronic)
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Blueline
(Hanalux)
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Soluções de Engenharia:
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Soluções de Engenharia:
• Após um procedimento de
validação os modelos dos
EEM são inseridos em
suas respectivas posições.
• Como resultado, tem-se o
perfil de distribuição de
campo e a influência
isolada de cada EEM no
ambiente clínico onde ele
opera.
Estimativa de campo
elétrico no EAS para a
freqüência de 335,7 MHz
Monitor MP Medidor
Bomba Inf. UEC
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Soluções de Engenharia:
• Simulação completa do
ambiente eletromagnético
nas frequências criticas:
• Modelos Implementados:
– Frentes de onda externa;
– Bomba de Infusão;
– Monitor Multiparâmetros;
– Medidor de Pressão;
– Unidade Eletrocirúrgica;
– Estimativa de arco elétrico.
6 Fontes eletromagnéticas em
4 frequências (48 Processos
de Simulação Numérica)
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Soluções de Engenharia:
• Otimização do Layout
• Utilizando algoritmos
genéticos (Analogia com
Eletrônica Digital para
mapeamento da posição
dos equipamentos).
• Codificação genética: “cada
cromossomo deve de
alguma maneira conter a
informação da solução que
ele representa, onde cada
gene da cadeia remete à
alguma característica desta
solução”
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Soluções de Engenharia:
Disposição Função f(x)
(µV/m)
Original 91,7
Config. A 92,3
Config. B 90,1
Config. C 89,1
• Otimização do Layout
• Distribuição de Campo
para diferentes
disposições de EEM.
• O processo busca
minimizar a função-
objetivo f(x).
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Introdução:
• Ler o artigo: Engenharia Elétrica: Uma Visão Geral
Livro: NILSSON, J. W.;
RIEDEL,S.A. Circuitos elétricos.
8ª ed. São Paulo: Pearson,
2009.
ISBN 9788576051596
(3 Exemplares Disponíveis).
Visão Geral:
• Áreas da Engenharia;
• Suas relações com circuitos
elétricos;
• 3 premissas da teoria de
circuitos (validade);
• A arte de resolver problemas;
• Desenvolvimento da habilidade
(modo de pensar e criatividade)
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Sistema Internacional e Unidade de Medidas:
• Ler também o restante do Capítulo 1: Váriáveis de Circuitos.
Livro: NILSSON, J. W.;
RIEDEL,S.A. Circuitos elétricos.
8ª ed. São Paulo: Pearson,
2009.
ISBN 9788576051596
(3 Exemplares Disponíveis).
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Grandezas Elétricas Fundamentais:
• Ler Capítulo 1 ao Capítulo 4 (Conceitos Básicos).
• Resolver a Lista de
Exercícios Básicos
Livro: BOYLESTAD, R. L. Introdução à
análise de circuitos. 10ª ed. São Paulo:
Prentice Hall, 2004. ISBN 9788564574205
(5 Exemplares Disponíveis 10ª e 12ª Ed).
Tensão;
Corrente;
Resistência;
Potência;
Energia.
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Próxima Aula
• Grandezas Elétricas Fundamentais:
– Tensão;
– Corrente;
– Resistência;
– Potência;
– Energia.
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Referências
1. BOYLESTAD, R. L. Introdução à análise de circuitos. 10ª ed.
São Paulo: Prentice Hall, 2004;
2. SADIKU, M. N. O.; ALEXANDER, C. K. Fundamentos de
circuitos elétricos. P. Alegre: Bookman, 2003;
3. NILSSON, J. W.; RIEDEL, S.A. Circuitos elétricos. 8ª ed.
São Paulo: Pearson, 2009;
4. HAYT, W.H, Análise de Circuitos Em Engenharia: Mcgraw-
Hill, 2014.