Instituto Politécnico de Beja

Circuitos Elétricos e Eletrónicos

Objetivos

Esta unidade vai dar a compreensão dos princípios físicos subjacentes dos quais dependem os dispositivos e circuitos elétricos e eletrónicos. Nesta unidade curricular também se desenvolvem aptidões na aplicação da teoria dos circuitos.

Objetivos de aprendizagem

  1. Ser capaz de aplicar a teoria de circuitos elétricos e eletrónicos
  2. Ser capaz de aplicar modelos de malhas com dois portos
  3. Compreender o uso de ondas complexas
  4. Compreender transientes em circuitos R-L-C

Conteúdos Programáticos

  1. Ser capaz de aplicar a teoria de circuitos elétricos e eletrónicos
    • Teoremas de transformação: fontes de energia como geradores de tensão constante ou corrente constante; teoremas de Thévenin e de Norton; transformação triângulo-estrela e estrela-triângulo.
    • Teoria de circuitos: condições para a transferência máxima de potência para circuitos resistivos e complexos; análise nodal e de malhas; o princípio da sobreposição.
    • 1.3 Circuitos magneticamente acoplados : indutância mútua; notação para polaridades; circuitos equivalentes para transformadores incluindo as propriedades resistivas e reativas.
    • Circuitos R-L-C ressonantes: circuitos ressonantes série e paralelos; impedância; ângulo de fase; resistência dinâmica; fator Q; largura de banda; seletividade e frequência de ressonância; os efeitos da carga no desempenho de circuitos ressonantes.
  2. Ser capaz de aplicar modelos de malhas com dois portos
    • Modelos de malhas: modelos de malhas simétricas com dois portos; impedância caraterística; coeficientes de propagação (exprimidos em termos de atenuação α e mudança de fase β); impedância de entrada para várias condições de carga; relação entre o Neper e dB; perdas de inserção.
    • Atenuadores simétricos: atenuadores em T e em Π; as expressões para a resistência Ro e α em termos dos valores componentes.
  3. Compreender o uso de ondas complexas
    • Propriedades: fator de potência; valores eficazes (RMS) de formas de onda periódicas complexas.
    • Análise: Coeficientes de Fourier de tensões ondulatórias complexas periódicas: séries de Fourier para ondas retangulares; triangulares ou meia onda retificada, uso de tabelas na determinação de séries de Fourier de ondas complexas periódicas; uso de analisadores de ondas; uso de pacotes desoftware apropriados.
  4. Compreender transientes em circuitos R-L-C
    • Transformadas de Laplace: definição da transformada de Laplace de uma função; uso de tabelas de transformadas de Laplace;
    • Análise transiente: expressões para a impedância de componentes e de circuitos no plano-s; solução de sistemas de primeira ordem através transformadas de Laplace (malhas RL e RC); sistemas de segunda ordem com solução por transformadas de Laplace e pacotes de software.
    • Respostas de circuitos: resposta com sobre-amortecimento; sub-amortecimento; amortecimento nulo e crítico após uma entrada do tipo pulso com condições iniciais nulas.

Bibliografia e recursos didáticos recomendados

  1. John Bird, "Electrical and Electronic Principles and Technology," 5.ª edição, Routledge, 2013.
  2. John Bird, "Electrical Circuit Theory and Technology," 5.ª edição, Routledge, 2013.
  3. John Bird, "Higher Engineering Mathematics," 6.ª edição, Routledge, 2010.