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Análise de Circuitos

Código 8540
Ano 1
Semestre S2
Créditos ECTS 6
Carga Horária PL(15H)/T(30H)/TP(15H)
Área Científica Electrotecnia e Electrónica
Tipo de ensino Presencial.
Estágios N/A.
Objetivos Gerais e Resultados de Aprendizagem Análise de Circuitos foca essencialmente os aspectos de modelação matemática dos fenómenos electromagnéticos e teoria de circuitos. Estas leis, de grande simplicidade matemática, resultam da aplicação das leis que descrevem os fenómenos electromagnéticos (equações de Maxwell) a estes modelos. É a partir deste conhecimento, nomeadamente no que se refere às respostas obtidas perante excitações, que o futuro profissional se poderá orientar no projecto de novos circuitos.
Desenvolvem-se técnicas básicas de análise de circuitos resistivos, capacitivos e indutivos com fontes de tensão ou corrente contínuas ou alternadas, incluindo circuitos de primeira e segunda ordem e aspectos básicos de modelação dos regimes transitórios. Também se abordam circuitos com amplificadores operacionais, AMPOP. Desenvolvem-se várias técnicas de análise e simplificação de circuitos lineares, os métodos dos nós e das malhas, assim como a obtenção de circuitos equivalentes, por exemplos, de Thévenin e de Norton.
O aluno deverá atingir os seguintes learning outcomes e adquirir as seguintes competências:
1) Conhecimento e compreensão: formação sobre leis de Kirchhoff, lei de Ohm, fontes independentes e dependentes, circuitos equivalentes, transferência máxima de potência e princípio de homogeneidade e sobreposição. Introdução aos conceitos básicos de análise de circuitos com AMPOPs. Análise de circuitos de 1ª e 2ª ordem e resposta no tempo - associação de condensadores e bobinas. Introdução à análise de circuitos em corrente alternada.
2) Análise em Engenharia: Saber aplicar técnicas básicas de análise de circuitos resistivos, capacitivos e indutivos com fontes de tensão ou corrente contínuas ou alternadas, incluindo circuitos de primeira e segunda ordem e aspectos básicos de regimes transitórios. Aprender técnicas de análise de circuitos com ampli?cadores operacionais, AMPOP. Saber aplicar técnicas de análise e simplificação de circuitos lineares, os métodos dos nós e das malhas, assim como a obtenção de circuitos equivalentes, por exemplos, de Thévenin e de Norton.
3) Projecto em Engenharia: Projectar circuitos simples com diversas aplicações.
4) Investigação: sistemas e aplicações de circutos electrónicos, nas áreas de comunicações, computadores, sistemas de energia, instrumentação, defesa, tempos livres e dispositivos.
5) Prática em Engenharia: Resolver exercícios de aplicação laboratorial sobre leis experimentais e circuitos simples: leis de Kirchhoff e princípio de homogeneidade e sobreposição. Determinar o equivalente de Thévenin e identificar as condições para a transferência máxima de potência. Saber utilizar o osciloscópio nas suas mais diversas funcionalidades, incluindo modo xy. Saber aplicar o amplificador operacional em circuitos simples. Estabelecer circuitos de 1ª ordem e saber lidar com a resposta no tempo - associação de condensadores e bobinas. Saber medir de grandezas em corrente alternada no circuito RLC série.
6) Contexto envolvente: desenvolvimento da expressão oral e escrita, facilitando a comunicação sem ambiguidades de conclusões e raciocínios, a especialistas e não especialistas. De forma a desenvolver a capacidade de adequar os conhecimentos adquiridos às reais e efectivas necessidades do exercício da profissão, o aluno deverá consolidar os conceitos essencias de ética e deontologia profissional, conhecendo e sabendo aplicar códigos de ética no exercício da profissão. Desenvolvimento de capacidades de aprendizagem autónoma e auto-orientada que permitam a sua adaptação à constante evolução tecnológica, permitindo-lhe aplicar os conhecimentos e capacidades de compreensão integrada e de resolução de problemas a situações novas, em contextos alargados e multidisciplinares, ao longo da vida. Capacidade para integrar conhecimentos, lidar com questões complexas, desenvolver soluções ou emitir juízos em situações de informação limitada ou incompleta, permitindo-lhes mesmo a capacidade para adaptar princípios, métodos e técnicas de execução.
Conteúdos / Programa Definições de grandezas eléctricas, suas unidades e prefixos;
Leis experimentais e circuitos simples, incluindo leis de Kirchhoff, características das fontes independentes e dependentes, lei de Ohm, dependência da resistividade relativamente à temperatura, divisor de tensão e divisor de corrente;
Técnicas de análise de circuitos, incluindo o método dos nós e o método das malhas e aspectos sobre linearidade e sobreposição;
Técnicas de simplificação de circuitos e circuitos equivalentes, transformação de fontes e circuitos equivalentes de Thévenin e de Norton (incluindo a sua aplicação em circuitos em corrente alternada);
Conceitos básicos do amplificador operacional e análise de sinais com aplicação à electrónica.
Modelação da capacidade de um condensador e da auto-indução de bobinas;
Regimes transitório e forçado em circuitos de primeira segunda ordem;
Regime forçado em corrente alternada sinusóidal.
Bibliografia / Fontes de Informação Fernando J. Velez, Paulo Oliveira, Luis M. Borges e Ana Rodrigues, Curso de Electrónica Industrial, ETEP – LIDEL, Fev. 2009 (ISBN: 978-972-8480-22-6).
Richard C. Dorf & James A. Svoboda, Introduction to Electric Circuits, John Wiley & Sons, 7th edition.
Enunciados de laboratório e folhas de apoio ao laboratório.
Vídeo de introdução ao laboratório.
Séries de problemas (para trabalhos de casa).
Diapositivios (ficheiros em powerpoint).
William H. Hayt Jr. e Jack E. Kemerly, Análise de Circuitos em Engenharia, McGraw-Hill.
Shlomo Karni, Applied Circuit Analysis, John Wiley & Sons, New York, NY, USA, 1988.

Actividades de Ensino-Aprendizagem e Metodologias Pedagógicas As horas de contacto teóricas (2h semanais) têm como finalidade transmitir os conhecimentos teóricos associados aos conteúdos programáticos da unidade curricular, permitindo a aquisição de competências conceptuais e analíticas por parte dos alunos. As horas de contacto teórico-práticas (1 h semanal) têm como finalidade transmitirem aos alunos conhecimentos práticos, através da resolução de problemas e exercícios práticos, o esclarecimento de dúvidas e a discussão das diferentes metodologias de resolução de problemas e dimensionamento de circuitos. Nas aulas de laboratório (1 h semanal, em média, com funcionamento por períodos de 2 h de quinze em quinze dias), desenvolvem-se trabalhos práticos laboratoriais.
Língua Português
Data da última atualização: 2014-08-07
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