PLANO DO CURSO ENGC34 – ELETROMAGNETISMO APLICADO Vitaly Felix Rodriguez Esquerre Bacharel Eng. Eletrônica 1994 (Revalidado como Eng. Eletricista em 2009.

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1 PLANO DO CURSO ENGC34 – ELETROMAGNETISMO APLICADO Vitaly Felix Rodriguez Esquerre Bacharel Eng. Eletrônica 1994 (Revalidado como Eng. Eletricista em 2009 UFMG) Mestre em Eng. Elétrica 1999 - Unicamp Doutor em Eng. Elétrica 2003 - Unicamp Pós-doutorado 2003-2005 - Hokkaido University Pós-doutorado 2005-2006 - Unicamp Docente 2006 – IFBA, Docente 2010 - UFBA Pós-doutorado 2015 - U.C. San Diego

2 2016.1 ENGC34 – ELETROMAGNETISMO APLICADO

3 EMENTA Equações de ondas. Ondas transversais eletromagnéticas (TEM): propagação, polarização, difração e radiação. Linhas de transmissão. Casamento de impedâncias. Ondas transversais elétricas (TE) e ondas transversais magnéticas (TM). Guias de onda e cavidades ressonantes. Propagação em fibras ópticas. Noções de antenas: processos de radiação; caracterização básica de uma antena; noções de antenas lineares. Enlaces de rádio. OBJETIVOS Capacitar o aluno a: Entender o comportamento dos materiais em função da freqüência Entender a propagação de ondas livres e guiadas Entender e quantificar ondas polarizadas Entender como funciona uma antena e aprender os tipos comuns Compreender o relacionamento entre teoria eletromagnética e o cálculo de antena e propagação de ondas METODOLOGIA O conteúdo será apresentado em aulas expositivas com discussões dos conceitos teóricos e resolução de exercícios envolvendo aplicações em engenharia ENGC34 – ELETROMAGNETISMO APLICADO

4 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO I - Propagação de Ondas 1. Equações de Maxwell na forma integral e diferencial, Representação Fasorial 2. Equação de Onda 2.1. Dedução Genérica 2.2. Casos particulares 2.3. Solução da equação de onda 2.4. Estudos dos Elementos de uma onda (velocidades de fase e de grupo, amplitude, fase) 2.5. Impedância intrínseca do meio 2.6. Energia e potência de uma onda 3. Polarização de Ondas 3.2. Linear 3.3. Circular 3.4. Elíptica 4. Reflexão e Refração 4.1. Meios condutores e dielétricos 4.2. Reflexão em um meio perfeitamente condutor com E paralelo superfície 4.3. Reflexão em um meio condutor com E paralelo superfície 4.4. Propagação de ondas em meios dielétricos diferentes com E paralelo superfície 4.5. Propagação de onda em meios dielétricos diferentes com E oblíquo a superfície 4.6. Dedução da lei de Snell. 4.7. Reflexão por camadas múltiplas de dielétricos, Projeto usando o Método Binomial 4.8. Refletividade, Transmissividade e Coeficiente de Onda Estacionária. 1ª Prova

5 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO II - Propagação de Ondas Confinadas 1. Linhas de Transmissão 1.1. Dedução da equação de onda para linhas de transmissão 1.2. Tipos de linhas (paralela, coaxial, microfita) 1.3. Características das linhas de transmissão 2. Linhas de Transmissão Terminadas 2.1. Coeficiente de reflexão e transmissão 2.2. Coeficiente de Onda Estacionária (COE) 2.3. Impedância em um ponto qualquer de uma linha: 2.3.1. Sem perda 2.3.2. Com perda 2.4. Sintonia de linha (técnicas de casamento de impedância) 2.4.1. Toco aberto 2.4.2. Toco fechado 2.4.3. Carta de Smith 2.4.5. Toco duplo 2.4.6. Transformador de 1/4 de comprimento de onda 3. Guias de Onda 3.1. Tipos 3.2. Propagação de onda dentro de um guia 3.3. Modos de propagação 3.4. Características: constante de propagação, velocidade de fase, impedância, freqüência de corte, constante de atenuação 3.5. Cavidades ressonantes 2ª Prova

6 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO III - Radiação de Ondas Eletromagnéticas 1. Mecanismos de radiação 2. Características básicas de antenas: diagrama de radiação, diretividade, ganho, eficiência, polarização, banda, área elétrica, temperatura equivalente 3. Antenas lineares: dipolo infinitesimal, dipolo pequeno, dipolo finito, dipolo de ½ comprimento de onda, loop infinitesimal 4. Fórmula de Friis BIBLIOGRAFIA Fawwaz T. Ulaby, Eletromagnetismo para Engenheiros, Bookman, 2007. Constantine A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, Wiley, 1989. Fawwaz T. Ulaby, Fundamentals of Applied Electromagnetics, Pearson Education, 5ª.Edição, 1994.. Matthew N. O Sadiku, Elementos de Eletromagnetismo. David M Pozar, Microwave Engineering, Wiley. 3ª Prova

7 JULHO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB 0102 03040506070809 10111213141516 17181920212223 24252627282930 31 AGOSTO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB 010203040506 07080910111213 14151617181920 21222324252627 28293031 SETEMBRO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB 010203 04050607080910 11121314151617 18192021222324 252627282930 OUTUBRO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB 01 02030405060708 09101112131415 16171819202122 23242526272829 3031

8 AVALIAÇÃO Escolha das equações Cálculos Consistência dos resultados Conceitos Teóricos

9 SEGUNDA CHAMADA Escolha das equações Cálculos Consistência dos resultados Conceitos Teóricos

10 AVALIAÇÃO

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13 EQUAÇÕES DE MAXWELL Prof. Dr. Vitaly F. Rodríguez-Esquerre ENGC34 – ELETROMAGNETISMO APLICADO…

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18 LEI DE GAUSS ELÉTRICA

19 LEI DE GAUSS MAGNÉTICA

20 LEI DE FARADAY A força eletromotriz induzida (fem) em um circuito fechado é determinada pela taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o circuito

21 LEI DE AMPERE

22 superfície S 1 superfície S 2 Lei de Ampère aplicada em um capacitor de placas paralelas sendo carregado

23 Qual o campo elétrico entre as placas do capacitor ? Qual a corrente de carga no capacitor ? Corrente de deslocamento Continuidade da corrente no capacitor A solução foi dada por Maxwell: i  B

24 O sentido do campo magnético é determinado pela regra da mão direita. BBB icic idid icic Existe de fato um campo magnético entre as placas ? Sim !

25 25 superfície S 1 superfície S 2 Em uma superfície qualquer: Lei de Ampère-Maxwell A solução:

26 EQUAÇÕES DE MAXWELL

27 EQ. CONTINUIDADE RELAÇÕES CONSTITUTIVAS

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