ELI11102 - Diário 2018-2

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Índice

Informações da Disciplina

CÓDIGO DA UNIDADE CURRICULAR - ITL11102
PROFESSOR: Diego da Silva de Medeiros
CONTATO: diegomedeiros@ifsc.edu.br
SEMESTRE: 2018-2
ENCONTROS: Segunda-feira (19:00)


Bem vindo ao Diário de Aulas de Eletricidade e Instrumentação 2

Aulas

30/07 - Apresentação e introdução geral. Revisão de conceitos básicos: Tensão, corrente, resistência, potência elétrica

Apresentação geral da disciplina, contendo os tópicos:

  • Professor
  • Alunos
  • Planejamento de aulas
  • Abordagem:
    • Aula expositiva
    • Laboratórios (Lab1 a Lab5)
    • Exercícios (Ex1 a Ex7)
  • Avaliações:
    • Provas
      • P1 - Peso 1
      • P2 - Peso 1
      • P3 - Peso 2
    • Relatórios de experimentos
      • R1 - Peso 1
      • R2 - Peso 1
      • R3 - Peso 1
    • Projeto final - Peso 3
  • Aprovação:
    • Média ponderada das avaliações
    • Recuperação

O cronograma de aulas abaixo foi apresentado:

Data Nr. Aulas Aula Atividade prevista
30-jul 3 1 Apresentação e introdução geral. Revisão de conceitos básicos: Tensão, corrente, resistência, potência elétrica.
6-ago 3 2 Lab1: Montando capacitores (Relatório R1). O Capacitor: Construção, funcionamento e aplicações.
13-ago 3 3 A Capacitância. Associação de Capacitores e Capacitância equivalente. Ex1: Capacitores.
20-ago 3 4 Lab2: Eletromagnetismo (Relatório R2). O Indutor: Construção, funcionamento e aplicações. Associação de indutores. Ex2: Indutores.
27-ago 3 5 Circuito RLC em regime permanente CC. Ex3: RLC em CC.
3-set 3 6 Prova 1: Circuito RLC em regime permanente em CC (P1)
10-set 7 Sem aula - Dia com o horário de sexta-feira
17-set 3 8 Corrente alternada (CA). Revisão de sinais senoidais. Ex4: Sinais senoidais.
24-set 3 9 Revisão de números complexos. Representação de sinais senoidais por fasores. Ex5: Fasores.
1-out 3 10 Lab3: Gerador de funções e Osciloscópio (Relatório R3). Aula livre para exercícios.
8-out 3 11 Prova 2: Sinais senoidais e fasores (P2)
15-out 3 12 Comportamento de resistores, capacitores e indutores em AC. Relaçao tensão-corrente de resistores, capacitores e indutores na forma fasorial.
22-out 3 13 Impedância. Associação de impedâncias. Ex6: Circuitos em domínio fasorial.
29-out 3 14 Análise de circuitos em CA via redução à impedância equivalente e divisores de tensão e corrente. Lab4: Simulador de circuitos PartSim. Ex7: Circuitos em CA.
5-nov 3 15 Lab5: Montagem de circuitos em matriz de contatos. Aula livre para exercícios.
12-nov 3 16 Aula para dúvidas
19-nov 3 17 Prova 3: Resolução de circuitos em CA (P3)
26-nov 3 18 Projeto final - Cálculo das tensões dos componentes em filtros RC e RL série
3-dez 3 19 Projeto final - Montagem de filtros RC série em simulador de circuitos
10-dez 3 20 Projeto final - Montagem de filtros RC série em matriz de contatos

Após a apresentação, objetivando realizar uma revisão de alguns conceitos do semestre anterior, os seguintes tópicos serão abordados:

  • Tensão Elétrica
  • Corrente elétrica
  • Potência elétrica
  • Carga elétrica
  • Materiais
    • Dielétrico
    • Condutor
  • Sentido da corrente elétrica
    • Real
    • Convencional

Um bom material de referência para estes conceitos básicos é o texto da Wikipédia sobre Eletricidade (Link).

Vídeo com um resumo dos conceitos básicos de grandezas elétricas. Usado como material de referência da aula. Link: https://www.youtube.com/watch?v=hog9aE8_lpI


06/08 - O Capacitor: Construção, funcionamento e aplicações. A Capacitância. Associação de Capacitores e Capacitância equivalente

Nesta aula, o componente elétrico chamado de capacitor será apresentado. Os vídeos abaixo servem de reforço à aula.

Fica a lista de exercícios Ex1 para reforçar os conceitos da aula.


13/08 - Lab1: Montando capacitores (Relatório R1). Ex1: Capacitores

A aula de hoje será dividida em dois momentos.

No primeiro momento, os alunos irão realizar o experimento dos capacitores disponível no arquivo anexo. Este experimento compõe o Laboratório 1 (Lab1), e seu relatório é a primeira avaliação da disciplina (Relatório R1). A atividade será executada em dupla, e o relatório da dupla deve ser submetido no campo de tarefa abaixo.


Relatório R1 - Montando capacitores
Escrever um relatório da atividade prática da aula. Incluir os valores medidos e calculados, fotos das montagens e comentários relacionando conceitos teóricos com os observados na prática. Exigências:
> Dupla: Submeter apenas um relatório por dupla (apenas um dos dois alunos precisa submeter).
> Formato: Submeter o arquivo no formato PDF.
> Envio único: O sistema só aceitará o envio do arquivo uma única vez. Pense bem antes de submeter.
> Meio: Não serão aceitos relatórios impressos, escritos a mão, ou por e-mail.
> Prazo: O sistema será fechado após as 23:59 da data estipulada. Não se perca nos prazos!

No segundo momento, a aula será livre para dúvidas relacionadas à lista de exercícios disponibilizada na aula passada (Ex1). Caso alguém já tenha concluído os exercícios da lista Ex1, a lista complementar abaixo pode ser trabalhada.


20/08 - Lab2: Eletromagnetismo (Relatório R2). O Indutor: Construção, funcionamento e aplicações. Associação de indutores. Ex2: Indutores

Nesta aula, o indutor é apresentado. São realizados alguns experimentos do kit da Azeheb (abaixo), envolvendo conceitos de eletromagnetismo, visando fundamentar os conceitos. Estes experimentos compõem o Laboratório 2 (Lab2), e seu relatório é a segunda avaliação da disciplina (Relatório R2). Anotações da atividade deverão ser tomadas individualmente, e o relatório deverá ser submetido no campo de tarefa no sistema acadêmico. Além dos experimentos, os vídeos anexados à aula são usados como apoio para os conceitos mais complexos.


Relatório R2 - Eletromagnetismo
Escrever um relatório das atividades práticas da aula. Incluir fotos dos experimentos e comentários relacionando conceitos teóricos com os observados na prática. Exigências:
> Individual: Cada aluno fará o seu relatório. É permitido o compartilhamento das fotos, mas os comentários devem ser individuais.
> Formato: Submeter o arquivo no formato PDF.
> Envio único: O sistema só aceitará o envio do arquivo uma única vez. Pense bem antes de submeter.
> Meio: Não serão aceitos relatórios impressos, escritos a mão, ou por e-mail.
> Prazo: O sistema será fechado após as 23:59 da data estipulada. Não se perca nos prazos!

Além disso, o cálculo para a associação de indutores é estudado.

A lista de exercícios (Ex2) abaixo é disponibilizada para treinamento das habilidades adquiridas.


27/08 - Circuito RLC em regime permanente CC. Ex3: RLC em CC

Nesta aula, estudamos os conceitos relacionados a circuitos RLC (que possuem resistores, indutores e capacitores juntos) em corrente contínua em regime permanente.

A lista de exercício Ex3 é adicionada às outras duas, e o restante da aula é direcionado à dúvidas.


03/09 - Prova 1: Circuito RLC em regime permanente em CC (P1)

Os alunos são avaliados através de uma prova tradicional.


10/09 - Não haverá aula

Dia sem aula devido à troca de aulas com as disciplinas de sexta-feira, em função do número de feriados.


17/09 - Corrente alternada (CA). Revisão de sinais senoidais. Ex4: Sinais senoidais

Conceitos sobre corrente alternada (CA) são apresentados. O sinal senoidal é estudado, baseado em material escrito no quadro.

A lista de exercícios (Ex4) anexada à esta aula é disponibilizada, assim como a lista de exercícios complementar.


Vídeos de referência à aula
  • Viagem na eletricidade - Corrente alternada - Link: https://www.youtube.com/watch?v=U6IipbwmRXE - Vídeo da série francesa "Viagem na Eletricidade", sobre a corrente alternada. Traz conceitos de CA de forma bastante lúdica.
  • Odair Soares - Noções básicas de corrente alternada - Link: https://www.youtube.com/watch?v=6mK3eL2w2wE - Vídeo bastante interessante sobre corrente alternada, trazendo informações sobre geração principalmente em hidrelétricas, tão importantes no Brasil
  • Prof. Jadson Caetano - Tensão CA Senoidal de Pico e RMS, Frequência, Período - Link: https://www.youtube.com/watch?v=s19qLaY3nCc - Traz os parâmetros presentes em sinais senoidais


24/09 - Revisão de números complexos. Representação de sinais senoidais por fasores. Ex5: Fasores

Nesta aula, uma revisão de números complexos é realizada. Os números complexos são grandezas muito importantes para o restante da disciplina, e os alunos precisam ter segurança na sua aplicação. São vistos:

  • Definição
  • Posição do número complexo no círculo trigonométrico
  • Forma retangular: parte real e imaginária
  • Forma polar: módulo e ângulo
  • Operações:
    • Soma e subtração na forma retangular
    • Multiplicação e divisão na forma polar

Após a revisão, o sinal AC é representado por um número complexo, sua representação fasorial.


Para as conversões entre as formas retangular e polar, o uso da calculadora é incentivado. Assim, usa-se o seguinte procedimento:

  • Para alterar a representação da calculadora, de graus para radianos ou vice-versa:
ELI11102-Calculadora1.png

Para fazer a conversão entre as formas polar ou retangular de um número complexo:

ELI11102-Calculadora2.png

Os vídeos anexados à aula servem de referência para consulta em casa. E por fim, a lista de exercícios Ex5 é disponibilizada. A ferramenta web Wolfram|Alpha pode ser usada para auxílio nos exercícios, visando a correção dos resultados.


Vídeos de referência à aula


01/10 - Aula de exercícios

Aula destinada a resolução das duas listas de exercícios anteriores, Ex4 e Ex5.

A aula foi prejudicada pela reunião com os pais dos alunos do integrado, que aconteceu no mesmo horário. A atividade de laboratório prevista para esta aula foi deslocada para a próxima aula.


08/10 - Lab3: Gerador de funções e Osciloscópio (Relatório R3). Aula livre para exercícios

Esta aula é dividida em duas partes:

Na primeira parte da aula, os alunos irão conhecer o gerador de funções e o osciloscópio. Alguns sinais simples serão gerados como exemplo. Como referência, o tutorial abaixo é utilizado. Como atividade da aula, os alunos deverão desenvolver um relatório (Relatório R3), que deverá ser enviado via SIGAA em até duas semanas (ver atividade anexa à aula).

Na segunda parte da aula, os alunos poderão tirar as dúvidas das listas de exercícios.


Relatório R3 - Gerador de Funções e Osciloscópio
Escrever um relatório dos sinais senoidais disponíveis na tabela do Roteiro de Laboratório 1 (sinais a até e), última página do documento de referência da aula. O relatório deverá conter:
(1) A equação do sinal senoidal;
(2) O gráfico do sinal, desenhado;
(3) Uma foto do sinal visualizada no Osciloscópio;
(4) A configuração dos equipamentos (apenas as principais).

São exigências do trabalho:
> Individual: Cada aluno fará o seu relatório. É permitido o compartilhamento das fotos, mas os comentários devem ser individuais.
> Formato: Submeter o arquivo no formato PDF.
> Envio único: O sistema só aceitará o envio do arquivo uma única vez. Pense bem antes de submeter.
> Meio: Não serão aceitos relatórios impressos, escritos a mão, ou por e-mail.
> Prazo: O sistema será fechado após as 23:59 da data estipulada. Não se perca nos prazos!


15/10 - Prova 2: Sinais senoidais e fasores (P2)

Os alunos são avaliados através de uma prova tradicional.


22/10 - Correção da prova e aula livre para finalização dos trabalhos

Esta aula é dividida em dois momentos:

No primeiro momento, a prova (P2) realizada na última aula será corrigida, tirando as dúvidas gerais dos alunos para a recuperação.

No segundo momento, os alunos poderão usar o resto da aula para terminar o relatório do experimento R3.


29/10 - Relação tensão-corrente de resistores, capacitores e indutores na forma fasorial. Impedância. Associação de impedâncias. Ex6: Impedâncias

Nesta aula, predominantemente teórica, são apresentadas as relações tensão-corrente dos componentes passivos em regime alternado, fazendo uso de sinais senoidais e fasores. O conceito de "reatância capacitiva" e "reatância indutiva" é apresentado. Após isso, todos os conceitos são sintetizados no conceito de "impedância".

Como apoio da aula, a ferramenta Derivative Plotter (Link) será apresentada (por usar Flash, executar no Firefox).

Como atividade da aula, a lista de exercícios Ex6 é apresentada aos alunos.


05/11 - Análise de circuitos em CA via redução à impedância equivalente e divisores de tensão e corrente. Lab4: Simulador de circuitos PartSim. Ex7: Circuitos em CA

Na aula de hoje, os alunos irão encontrar os valores de tensão e corrente dos componentes de um circuito usando o método da redução à impedância equivalente e divisores de tensão e corrente.

No segundo momento da aula, os alunos aprenderão a usar o simulador de circuitos PartSim, seguindo o roteiro acessível em (Link).


12/11 - Lab5: Montagem de circuitos em matriz de contatos. Aula livre para exercícios

Nesta aula, os alunos montarão um circuito RC série em corrente alternada. O circuito deverá ser montado em Matriz de Contatos, e o sinal AC deverá ser inserido através de um Gerador de Funções. A medição dos valores deverá ser feita usando o Osciloscópio. A montagem do circuito terá as seguintes características:

  • Resistor: 10K Ohms
  • Capacitor: 10n Farad
  • Fonte: v(t) = 5 sen(2000πt) Volts

No restante da aula, os alunos serão apresentados à última lista de exercícios da disciplina (Ex7), anexa à aula, e os alunos estarão livres para dúvidas ou solução dos exercícios.


19/11 - Aula para dúvidas

Nesta aula, os alunos tem um espaço para dúvidas com relação às listas de exercícios.


26/11 - Prova 3: Resolução de circuitos em CA (P3)

Os alunos são avaliados através de uma prova tradicional.