Instituto Politécnico de Beja

Ciências da Engenharia

Objetivos

Esta unidade curricular visa proporcionar aos alunos uma compreensão dos princípios mecânicos e elétricos que sustentam os sistemas de engenharia.

Objetivos de aprendizagem

  1. Capacidade de determinar as características comportamentais de elementos mecânicos estáticos em engenharia
  2. Ser capaz de determinar as características comportamentais de elementos mecânicos em sistemas dinâmicos
  3. Aplicar a análise de circuitos em DC para resolver problemas de engenharia elétricos e eletrónicos
  4. Capacidade para aplicar a teoria de circuitos AC monofásicos para resolver problemas de engenharia eletrotécnica

Conteúdos Programáticos

  1. Capacidade de determinar as características comportamentais de elementos mecânicos estáticos em engenharia
    • Vigas simplesmente apoiadas : determinação do esforço transverso; momento fletor e tensões devidas à flexão; raio de curvatura em vigas simplesmente apoiadas sujeitas a cargas concentradas e a cargas distribuídas uniformemente; cargas excêntricas em pilares (colunas); distribuição de tensões.
    • Vigas e pilares : módulo da flexão elástico em vigas; tabelas de secção correntes para vigas de aço laminadas; seleção de secções correntes, relação de esbelteza para elementos à compressão e tabelas de tensão admissíveis para colunas de aço laminado.
    • Torção em eixos cilíndricos : teoria da torsão, determinação da tensão de corte, extensão de corte, módulo de distorção; distribuição das tensão de corte e ângulo de torção em eixos de secção circular maciços e ocos.
  2. Ser capaz de determinar as características comportamentais de elementos mecânicos em sistemas dinâmicos
    • Aceleração uniforme : aceleração linear e angular; Leis de Newton do movimento; massa, momento de inércia e raio de rotação e rotação de componentes; combinação de movimento linear e angular; efeitos do atrito
    • Transferência de energia : energia potencial gravitacional; energia cinética linear e angular; energia de deformação; princípio da conservação da energia; transferência trabalho-energia em sistemas com combinação de movimento linear e angular;
    • Sistemas oscilatórios mecânicos : movimento harmónico simples; sistemas lineares e transversais; descrição qualitativa do movimento forçado e amortecido.
  3. Aplicar a análise de circuitos em DC para resolver problemas de engenharia elétricos e eletrónicos
    • Princípios de circuitos elétricos em DC : resistências em série e paralelo; utilização das leis de Ohm e de Kirchhoff; divisores de tensão e corrente; princípio de funcionamento do motor/gerador,
    • teoremas da análise de circuitos: sobreposição, Thevenin, Norton e máxima transferência de potência para circuitos resistivos;
    • relações fundamentais: resistência, indutância, capacidade, circuito série R-C, constante de tempo, curvas de carga e descarga dos condensadores, circuitos R-L
  4. Capacidade para aplicar a teoria de circuitos AC monofásicos para resolver problemas em engenharia eletrotécnica
    • Princípios elétricos de circuitos AC : características da forma de onda sinusoidal para tensões e correntes; composição de formas de onda complexas a partir de formas de ondas sinusoidais;
    • Circuitos R, L, C; reatância dos componentes R, L e C, impedância equivalente e admitância para circuitos R-L e R-C; filtros passa-baixo e passa-alto; fator de potência; potência real e aparente;
    • ressonância em circuitos série e paralelo com bobina e condensador; frequência de ressonância; fator Q do circuito ressonante;
    • Fundamentos de transformadores: construção por duplo enrolamento; relação de transformação; circuito equivalente; transformador sem carga; ajuste de impedâncias; perdas do transformador; aplicações: transformadores de corrente e de tensão.

Bibliografia e recursos didáticos recomendados

  1. Jonh Bird, Science for Engineering, Routledge, 2012