Eletromagnetismo I

Período 2021.2

Sala de aula remota

• https://ead.puc-rio.br/course/view.php?id=50501

Objetivo

O curso tem como objetivo a caracterização de fenômenos eletromagnéticos partindo das equações de Maxwell, culminando em modelos matemáticos para diversos problemas práticos de engenharia elétrica.

Programa de Ensino

PARTE 1

• Conceitos Básicos de Eletromagnetismo

• Campo Eletrostático

PARTE 2

• Campo Magnetostático

• Campos Quase Estáticos

PARTE 3

• Propagação, Reflexão e Transmissão de Ondas Planas

• Linhas de Transmissão e Guias de Ondas

Professor Guilherme Simon da Rosa

• Sala: Prédio Kennedy, 7º andar, CETUC, sala #9

• Atendimento para ENG1407:

  • Sem horário fixo, via e-mail

  • 4as-feiras, 9h00—11h00, via Zoom. Deve ser agendado previamente via e-mail

• Contato: guilhermeSimonDaRosa@puc-rio.br

Informações da turma

• Período 2021.2

• Horário da aula: 3as- e 5as-feiras, 9h00—11h00

• Local da aula: Prédio Kennedy, 7º andar, CETUC, sala de aula #1 (Mapa)

• Sala de aula remota: https://ead.puc-rio.br/course/view.php?id=50501

Critério de avaliação

• Critério 5 da PUC-Rio: MÉDIA = ( G1 + G2 + G3 ) / 3.

• Listas de exercícios (individuais) valem 15% dos graus G1, G2, e G3

• Apresentações de trabalhos (em grupo) valem 15% dos graus G1, G2, e G3

• Provas (individuais) valem 70% dos graus G1, G2, e G3

Datas importantes

• Prova P1: 14/09/2021 (Prova à distância, com 12h para resolução)

• Prova P2: 26/10/2021 (Prova à distância, com 12h para resolução)

• Prova P3: 02/12/2021 (Prova à distância, com 12h para resolução)

• Prova P4: 07/12/2021 (Prova à distância, com 12h para resolução)

Referências bibliográficas

• Demetrius T. Paris e F. K. Hurd, Teoria Eletromagnética Básica. Rio de Janeiro: McGrraw-Hill, 1984.

• Stuart M. Wentworth, Fundamentos de Eletromagnetismo com Aplicações em Engenharia. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

• Matthew N. O. Sadiku, Elementos de Eletromagnetismo. Porto Alegre: Bookman, 5ª edição, 2012.

• Steven W. Ellingson, Electromagnetics, Vol. 1. Blacksburg, VA: VT Publishing, 2018. Disponível online aqui.

• Markus Zahn, Electromagnetic Field Theory: A Problem Solving Approach. MIT OpenCourseWare. Disponível online aqui.

Listas de exercícios

• L1 24/08/2021 TBA

• L2 09/09/2021 TBA

• L3 30/09/2021 TBA

• L4 21/10/2021 TBA

• L5 16/11/2021 TBA

• L6 30/11/2021 TBA

Listas dos trabalhos em grupo

• T1 09/09/2021 TBA

• T2 21/10/2021 TBA

• T3 30/11/2021 TBA

Simuladores

• Ondas Planas, I

• Ondas Planas, II

• Cargas elétricas

• Partícula carregada em um campo elétrico

• Capacitor de placas paralelas

• Método das imagens (arquivoDeSimulacao)

• Campo magnético de um fio, I

• Campo magnético de um fio, II

• Regra da mão direita

• Campo magnético de um solenoide

• Imãs e bússolas

• Circuito magnético

• CST STUDIO SUITE Student Edition (capacitorPlacasParalelas.cst e toroidalCoil.cst)

• Ansys Electronics Desktop Student (include free-versions of Ansys HFSS and Ansys Maxwell)

• Finite Element Method Magnetics (circuitoMagnetico_1.FEM e circuitoMagnetico_2.FEM)

• Coil32 Inductance Calculator

• Transformador

• Laboratório de Faraday

• Motor elétrico DC, I

• Motor elétrico DC, II

• Motor elétrico DC, III

• Motor Homopolar

• Alto falante

• Força de Lorentz, I

• Força de Lorentz, II

• Efeito Hall

• Reflexão e transmissão de ondas planas

• Óptica Geométrica

• Vídeos sobre polarização (polarizacaoOndaPlana_eliptica.mp4, polarizacaoOndaPlana_circular.mp4, polarizacaoOndaPlana_linear.mp4)

Leituras complementares

• Formulário matemático básico

• Identidades vetoriais

• Operador Del

• Transformada de Fourier (forma geral nas eq. (15) e (16))

• Tabela com a permissividade elétrica de alguns materiais

• Tabela com a permeabilidade magnética de alguns materiais

• Tabela com a condutividade elétrica de alguns materiais

• Aproximação binomial para a raiz quadrada

• Velocidade de fase

• Velocidade de grupo

• Função arco seno (generalizada para argumentos com módulo maior que 1)

• Carta de Smith em PDF (versão em PNG)

• Funções de Bessel

• Por que 50 Ohms?

Recursos e leituras adicionais

• J. W. Arthur, The Evolution of Maxwell's Equations from 1862 to the Present Day

• K. T. Selvan, Engineering Education: Presentation of Maxwell's Equations in Historical Perspective and the Likely Desirable Outcomes.

• T. Sarkar et al., Who Was James Clerk Maxwell and What Was and Is His Electromagnetic Theory?

• R. Nevels and C.-S. Shin, Lorenz, Lorentz, and the Gauge.