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LICENCIATURA EM ENGENHARIA MECÂNICA


Electrotecnia Geral

Área Científica: Engenharia Mecânica

1º Ano - 2º Semestre

Tempo de trabalho semestre (horas/semestre):

  • Contacto: 45 horas (1,5 Teórica+1,5 Teórica-Prática/semana)
  • Outras: 63 horas

Créditos ECTS: 4

 
Docentes 

Responsável:

  • Nuno Paulo Ferreira Henriques

Docentes:

  • Filipe Martins Rodrigues
  • Luís Afonso de Melo
  • Luís Manuel Barbosa da Cunha
  • Luis Miguel Carapeto Dias
 
Descrição

Unidade curricular destinada a facultar aos alunos de Engenharia Mecânica um sólido conjunto de conhecimentos de base, concretos e objectivos, nos domínios da Electrotecnia, que permitam o estudo de Máquinas Eléctricas sob o ponto de vista do utilizador e visando fundamentalmente os accionamentos, as instalações eléctricas e a automação eléctrica.

 
Objectivos e Competências Específicas

O objectivo da unidade curricular é facultar aos alunos um sólido conjunto de conhecimentos de base, concretos e objectivos, nos domínios da electrotecnia, que lhes permita obter uma visão global da utilização da energia eléctrica, visando fundamentalmente os accionamentos electromecânicos, as instalações eléctricas e a gestão e automação de sistemas eléctricos. Sendo dirigida a engenheiros mecânicos, pretende-se que conheçam as vantagens, limitações e implicações da utilização da energia eléctrica, e que se familiarizem com a linguagem e os métodos da electrotecnia, facilitando-lhes a interação com os engenheiros electrotécnicos.

Após a conclusão da unidade curricular os alunos deverão ter adquirido competências básicas que lhes permitam:

  • interpretar fenómenos de origem eléctrica e magnética;
  • a concepção, a análise e o cálculo de circuitos eléctricos em corrente contínua e em corrente alternada, com especial ênfase nos circuitos trifásicos;
  • perceber o funcionamento de circuitos magnéticos;
  • utilizar aparelhos de medidas eléctricas;
  • conhecer os princípios básicos do funcionamento das máquinas eléctricas;
  • conhecer o princípio da geração de energia eléctrica monofásica e trifásica.

As competências adquiridas pelos alunos deverão igualmente permitir-lhes efectuar o estudo posterior das Máquinas Eléctricas sob o ponto de vista do utilizador.

 
Programa Teórico e Teórico-Prático 
  1. Princípios Fundamentais da Electrotecnia
    Conceitos fundamentais de electroestática e electromagnetismo.
  2. Leis Experimentais e Circuitos Simples
    Fontes de tensão, resistências, Leis de Ohm, de Joule e de Kirchoff, divisor de tensão, divisor de corrente, condensadores e bobines.
  3. Medida de Grandezas Eléctricas
    Aparelhos de Medida: o amperímetro, o voltímetro, o ohmimetro e o watimetro.
  4. Corrente Alternada Sinusóidal
    Corrente alternada monofásica:
    Força electromotriz sinusoidal, tensão e intensidade de corrente sinusoidais, valores instantâneos e eficazes de grandezas sinusoidais, determinação do valor instantâneo da intensidade de corrente sinusoidal.
    Representação simbólica das grandezas sinusoidais, diagramas vectoriais de tensão e intensidade de corrente, impedância, leis de Ohm, de Joule e de Kirchhoff aplicadas a circuitos de corrente alternada, circuitos R, RL, RC e RLC e RL paralelo com C.
    Potências em circuitos de corrente alternada, potência activa, reactiva e aparente, factor de potência.
    Regimes transitórios.
    Corrente alternada trifásica:
    Sistema de tensões trifásicas, ligações em estrela e em triângulo, tensões simples e compostas, sistemas trifásicos equilibrados e desequilibrados, cálculo da corrente no neutro em circuitos desequilibrados.
    Potências em circuitos trifásicos.
  5. Introdução às Máquinas Eléctricas Campos magnéticos girantes, produção de campos magnéticos girantes por meio de correntes difásicas e trifásicas, princípio de funcionamento dos transformadores e das máquinas eléctricas rotativas.
 
Bibliografia
  • Bibliografia recomendada:
    • Vítor Meireles, Circuitos Eléctricos, Lidel Edições Técnicas, 2009, ISBN: 9789727575862
  • Bibliografia complementar passível de consulta:
    • Edward Hughes, Electrical and Electronic Technology, Pearson – Prentice Hall, 2008, ISBN: 978-0-13-206011-0
    • Milton Gussow, Eletricidade. Schaum´s Outline Series, McGraw-Hill, 2004, ISBN: 972-773-182-1
    • Joseph A. Edminister, Circuitos Elétricos. Colecção Schaum, McGraw-Hill, 1991, ISBN: 007460639-5
    • Robert A. Bartkowiak, Electric Circuit Analysis, John Wiley & Sons, 1985, ISBN: 0-471-61632-X
    • James W. Nilsson, Electric Circuits, Wesley Publishing Company, 4th Edition 1992, ISBN: 0201549875
    • Charles K. Alexander & Matthew N. O. Sadiku, Fundamentals of Electric Circuits, McGraw-Hill, 2000, ISBN: 0-256-25379-X
    • José Rodrigues, Electrotecnia – Electromagnetismo, Didáctica Editora, 1993, ISBN: 972-650-204-7
    • José Rodrigues, Electrotecnia – Corrente Contínua, Didáctica Editora, 1993, ISBN: 972-650-187-3
    • José Rodrigues, Electrotecnia – Corrente Alternada, Didáctica Editora, 1993, ISBN: 972-650-076-1
    • Guilherme de Almeida, Sistema Internacional de Unidades (SI), Plâtano Editora, 1997, ISBN: 972-707-162-7.
 
Metodologias de Ensino e Avaliação de Conhecimentos

O ensino da unidade curricular é efectuado com base na seguinte metodologia:

  • aulas teóricas dedicadas ao debate e exposição dos conteúdos programáticos curriculares e aulas teórico‑práticas vocacionadas para a análise e resolução de problemas de índole prática, que, em conjunto, permitam aos alunos adquirir conhecimentos técnicos necessários sobre os fenómenos e os circuitos eléctricos e magnéticos;
  • sessões de trabalho laboratoriais, efectuadas em grupo, que permitam desenvolver competências ao nível da prática de ensaio de equipamentos e circuitos eléctricos, incluindo a simulação de defeitos e avarias.

Os alunos são motivados para assumir uma atitude activa na pesquisa de informação de base, na resolução de problemas de aplicação e no planeamento, preparação e execução dos trabalhos de laboratório. É igualmente requerida uma atitude adequada em laboratório, respeitando regras de segurança, regras de utilização dos equipamentos e procedimentos de ensaio.

A aprovação nesta unidade curricular pressupõe que o aluno tenha aproveitamento:

  • num exame final, que permita aferir que adquiriu os conhecimentos necessários acerca dos fenómenos da electroestática e do electromagnetismo e dos circuitos eléctricos em corrente contínua e em corrente alternada e mostre que é capaz de utilizar tais conhecimentos na formulação, resolução e discussão de  problemas relativos á concepção e análise de equipamentos e circuitos eléctricos e á utilização da energia eléctrica;
  • num conjunto de actividades de avaliação contínua, pedagogicamente fundamentais, que consistem na realização individual de um mini-teste efectuado antes de cada sessão de laboratório, que permita aferir o planeamento e a preparação do respectivo trabalho de laboratório, e na elaboração de um relatório descritivo e justificativo dos ensaios efectuados e dos resultados obtidos.

A classificação de cada uma das actividades de avaliação contínua contempla a nota individual obtida pelo aluno no mini-teste e a avaliação da sua prestação na respectiva sessão de laboratório, levando igualmente em conta as suas capacidades comunicacionais, seja por via oral, respondendo a questões que lhe sejam colocadas durante a sessão presencial, seja por via escrita, através do relatório que lhe é solicitado.
A classificação individual do aluno é obtida considerando a seguinte ponderação:

  • 60% da classificação obtida no exame, que terá que ser maior ou igual a 10 valores;
  • 40% da classificação obtida no conjunto das actividades de avaliação contínua, calculada através da média aritmética de 3 momentos de avaliação, e que terá que ser igualmente maior ou igual a 10 valores.

Os mini-testes de avaliação contínua e o exame final são de realização individual e obrigatória, não sendo permitida a consulta de formulários ou outros elementos de estudo.