Análise de Circuitos I

PL - Ensino Prático e Laboratorial; T - Ensino Teórico; TP - Ensino Teórico-Prático

• Objetivos da aprendizagem (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos estudantes)

  Objetivos gerais

  Adquirir conhecimentos e experiência em análise de circuitos eléctricos em corrente contínua e alternada.

  Objetivos específicos

  • Conceber e ensaiar soluções destinadas a satisfazer necessidades emergentes de problemas que integrem análise de circuitos eléctricos básicos, em DC e AC. Integrar os projectos em soluções mais alargadas.
  • Identificar e localizar meios e métodos destinados a satisfazer uma tarefa específica. Planificar no tempo, definindo prazos, as diferentes fases de concretização da tarefa.
  • Reconhecer situações, defeitos e problemas e apresentar soluções para sua correcção ou neutralização.
  • Transmitir informações de forma compreensível e eficaz.
• Conteúdos programáticos

  • Conceitos fundamentais. Variáveis de circuitos: tensão, corrente, potência e energia. Elementos de circuitos.

  • Leis de Kirchhoff em circuitos simples em Corrente contínua (DC). Paralelo e série de resistências. Divisor de corrente e divisor de tensão. Modelo de fonte com resistência interna. Equivalência de circuitos.

  • Métodos de análise de Redes: em DC: Analise nodal e Análise de correntes de malha, com fontes independentes e fontes controladas.

  • Teoremas dos circuitos: Teorema da substituição. Teorema da Sobreposição. Teorema de Thévenin e Norton. Transformação de fontes. Teorema da máxima transferência de potência.

  • Elementos armazenadores de energia: condensador e bobina: Armazenamento de energia; associação em série e paralelo.

  • Análise de circuitos em regime estacionário sinusoidal (AC). Caracterização das fontes sinusoidais, Conceito de Fasor. Impedância e admitância.

  • Leis de Kirchhoff no domínio dos números complexos. Diagramas fasoriais.

  • Análise de Redes em AC : análise nodal e de malhas. Teoremas dos circuitos em AC.

  • Potência em regime forçado alternado sinusoidal: potência instantânea, potência média, reactiva aparente e complexa. Factor de potência. Compensação do factor de potência.

• Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos da unidade curricular

  Os conteúdos programáticos desta unidade curricular pretendem fornecer aos estudantes as competências técnicas específicas das ciências de engenharia electrotécnica.

  A aprendizagem da análise de circuitos eléctricos em corrente contínua e alternada deve proporcionar o projecto de circuitos eléctricos, a inspecção e rectificação de problemas nesses circuitos, a eficaz transmissão das conclusões obtidas, bem como a gestão dos meios disponíveis.

• Metodologias de ensino (avaliação incluída)

  A metodologia de ensino desta unidade curricular tem uma componente teórica e outra teórico-prática:

  Em duas aulas semanais (3 horas) é utilizado o método expositivo e interactivo de apresentação de conceitos e de demonstração dos desenvolvimentos dos mesmos. A exposição teórica é acompanhada de resolução exemplos práticos de aplicação directa da matéria, incentivando-se a participação dos alunos. A existência de software de simulação de circuitos eléctricos é divulgada, sendo incentivada a sua utilização.

  Na terceira aula semanal (1,5 horas), o método utilizado é predominantemente participativo, pois destina-se unicamente à resolução de exercícios de fichas de problemas a que os alunos têm previamente acesso, bem como ao esclarecimento de dúvidas.

  Aulas de apoio adicionais são agendadas com os alunos.

  A avaliação de conhecimentos é efectuada por dois testes (um abrangendo a analise de circuitos em DC e outro a analise de circuitos em AC) e/ou por exame final.

• Demonstração da coerência das metodologias de ensino com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular

  A tipologia das aulas e metodologias de ensino usadas, proporcionam aos estudantes uma aprendizagem dos conceitos teóricos e a sua aplicação com supervisão e validação.

  Os exercícios propostos são de natureza e graus de dificuldade variados pretendendo ser adequados à concretização dos objectivos anteriormente enunciados.

• Bibliografia principal

  M.L. Ferreira; Análise de Circuitos I (Elementos de apoio - Teoria); ISEL 2014

  M.L. Ferreira; Fichas de Problemas de ACI (Elementos de apoio - Exercícios); ISEL 2014

  R. Dorf, J Svoboda.; Introduction to Electric Circuits; John Willey & Sons; 2008

  W. Jr. Hayt, J. Kemmerly; Engineering Circuit Analysis; McGraw-Hill, 2007