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 Unicamp Doutor em Eng. Elétrica Unicamp Pós-doutorado Hokkaido University Pós-doutorado Unicamp Docente 2006 – IFBA, Docente UFBA Pós-doutorado U.C. San Diego

ENGC34 – ELETROMAGNETISMO APLICADO

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

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 Reflexão por camadas múltiplas de dielétricos, Projeto usando o Método Binomial 4.8. Refletividade, Transmissividade e Coeficiente de Onda Estacionária. 1ª Prova

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: Sem perda Com perda 2.4. Sintonia de linha (técnicas de casamento de impedância) Toco aberto Toco fechado Carta de Smith Toco duplo 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

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, Constantine A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, Wiley, Fawwaz T. Ulaby, Fundamentals of Applied Electromagnetics, Pearson Education, 5ª.Edição, Matthew N. O Sadiku, Elementos de Eletromagnetismo. David M Pozar, Microwave Engineering, Wiley. 3ª Prova

JULHO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB AGOSTO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB SETEMBRO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB OUTUBRO 2016 DOMSEGTERQUAQUISEXSÁB

AVALIAÇÃO Escolha das equações Cálculos Consistência dos resultados Conceitos Teóricos

SEGUNDA CHAMADA Escolha das equações Cálculos Consistência dos resultados Conceitos Teóricos

AVALIAÇÃO

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

LEI DE GAUSS ELÉTRICA

LEI DE GAUSS MAGNÉTICA

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

LEI DE AMPERE

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

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

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

EQUAÇÕES DE MAXWELL

EQ. CONTINUIDADE RELAÇÕES CONSTITUTIVAS

+ +