UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

ESCOLA DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

PLANO DE ENSINO PERÍODO LETIVO: 2009/1

DISCIPLINA: ELETRICIDADE E INSTRUMENTAÇÃO ENG04042 Créditos: Semanais:4 Caráter: Obrigatório Professor regente: Prof. Valner Brusamarello, valner.brusamarello@ufrgs.br

Créditos: 04

Carga horária: 4 horas teóricas

Pré-requisitos: FIS01182 (FÍSICA II-C) e MAT01354 (CÁLCULO E GEOMETRIA ANALÍTICA II). Curso: Engenharia Ambiental

Horários e salas: Quarta 16:30-18:10 Sexta 16:30-18:10 Prédio – Anexo I Reitoria – Sala 0319

Material : http://chasqueweb.ufrgs.br/~valner.brusamarello/

SÚMULA: Introdução à teoria dos circuitos. Modelagem de dispositivos elétricos e eletrônicos. Princípios de conversão de energia. Medidas de processos industriais. Transdutores. Transmissão de sinais. Interface. Instrumentos indicadores. Métodos indiretos de medida. OBJETIVOS DA DISCIPLINA: A disciplina tem por objetivo apresentar os fundamentos teóricos de eletricidade, circuitos elétricos e de instrumentação. Na primeira parte, será fornecido ao aluno o embasamento teórico em eletricidade, circuitos elétricos e eletromagnetismo, incluindo métodos racionais de análise e resolução de circuitos. A segunda parte fornecerá aos alunos os fundamentos e princípios científicos de medição, condicionamento e apresentação de grandezas físicas. METODOLOGIA DE ENSINO: Aulas expositivas teóricas e aulas de exercícios dirigidos, que também poderão ser distribuídos ao longo das aulas teóricas no semestre. SISTEMA DE AVALIAÇÃO: A avaliação de desempenho será feita com base em duas provas (P1 e P2), correspondentes a cada uma das áreas da disciplina, além de um trabalho (T). Estas três notas definirão a nota final (NF) conforme a expressão seguinte:

NF = (5.P1 + 5.P2 + 2.T)/12

O aluno será considerado aprovado, se e somente se, satisfazer todos os requisitos abaixo:

NF ≥ 6,0 P1 ≥ 4,0 P2 ≥ 4,0

Ou seja, a nota final deve ser igual ou superior a 6,0 (seis vírgula zero) e a nota de cada prova não deve ser inferior a 4,0 (quatro vírgula zero). Caso o aluno não tenha atendido a algum dos critérios acima, poderá realizar uma única prova de recuperação, ao final do semestre, que substituirá a nota mais baixa das provas (P1 ou P2). Não haverá recuperação do trabalho T. Aos alunos serão atribuídos conceitos a partir da nota final NF, calculada a partir das notas T, P1 e P2 finais, utilizando-se a tabela abaixo:

A 10,0 ≥ NF ≥ 9,0 B 9,0 > NF ≥ 7,5 C 7,5 > NF ≥ 6,0 D NF < 6,0 ou P1 < 4,0 ou P2 < 4,0 FF falta de freqüência

Será reprovado por Falta de Freqüência (FF), o aluno que obtiver freqüência inferior a 75%, do período de aulas ministradas no semestre, de acordo com o Regimento Geral da Universidade (RGU), Art. 134 , “É obrigatória a freqüência dos alunos às atividades didáticas, considerando-se reprovado aquele que, ao término do período letivo, houver deixado de freqüentar mais de 25 % (vinte e cinco porcento) da carga horária prevista no plano da disciplina.” ATENDIMENTO AOS ALUNOS: Após as aulas de sextas-feiras das 14:30 até 16:30 no Laboratório IEE do DELET ou por e-mail. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: Área I ALEXANDER, C. K., SADIKU, N.O.M., Fundamentos de Circuitos Elétricos, Bookman 2000. DORF, R.C., SVODOBA, J. A. Introdução aos Circuitos Elétricos Editora LTC – quinta edição - 2001 NILSSON J. W., RIEDEL S. A., Circuitos Elétricos Editora LTC – sexta edição - 2001 IRWIN D. J. Análise Básica de Circuitos para Engenharia Editora LTC – sétima edição - 2002 KOSOW, I. L.: “Máquinas Elétricas e Transformadores”, Ed. Globo, 2006. GUSSOW, M., NASCIMENTO J. L.,: “Eletricidade Básica”, Bookman, 2009. EDMINISTER, J. A., Circuitos Elétricos - 2ª Ed.– Coleções Schaum McGraw-Hill.

Área II BALBINOT A., BRUSAMARELLO, V1. Instrumentação e Fundamentos de Medidas LTC 2006. BALBINOT A., BRUSAMARELLO, V2. Instrumentação e Fundamentos de Medidas LTC 2007. DOEBELIN, E. O.: “Measurement System Application and Design – 4. ed.”, McGraw Hill, 1990. FRADEN, J.: “Handbook of Modern Sensors – Phisics, Designs and Applications”, AIP Press and Springer Verlag, 3 Ed. 2004 NORTHROP, R. B.: “Instrumentation and Measurements”, CRC Press, 2 Ed., 2005 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR: DALLY, J. W.; RILEY W. F.; McCONNEL. K. G.: “Instrumentations for Engineering Measurements”, John Wiley & Sons Inc., 1993 KLASSEN, K. B.: “Electronic Measurement and Instrumentation”, Cambrige University Press, 1996 MEDEIROS, S.: “Fundamentos de Medidas Elétricas 2. ed.”, Editora Guanabara, 1986 FRITZGERALD, A. E., KINGSLEY C., UMANS D. S., “Máquinas Elétricas”, 6 Ed. , 2006 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: Área I - Eletricidade 1 - Introdução: 1.1 Apresentação da disciplina, 1.2 Conceitos Fundamentais: Tensão, Corrente, Resistência, Potência. 2 - Circuitos de Corrente Contínua (CC) 2.1 Lei de Ohm 2.2 Circuitos resistivos série, paralelo, série-paralelo 2.3 Leis de Kirchhoff 2.4 Divisores de Tensão e de Corrente 2.5 Técnicas de Resolução de Circuitos 2.6 Teorema da Superposição de efeitos 2.7 Teorema de Thévenin e Teorema de Norton 3 - Circuitos em Corrente Alternada (CA) 3.1 Excitação sinusoidal: freqüência, amplitude, valores de pico e eficazes. 3.2 Elementos armazenadores de energia: Indutores, Capacitores 3.3 Comportamento dos resistores, capacitores e indutores em corrente e tensão alternada 3.4 Circuitos RLC série e paralelo: Impedância, Reatância 3.5 Cálculo da corrente, tensão e potência em circuitos CA 3.6 Potência em CA: Reativa, efetiva, resistiva e aparente. 4 - Sistemas Polifásicos 4.1 Sistemas trifásicos 4.2 Potência trifásica 5 – Transformadores e dispositivos de chaveamento 5.1 Transformadores monofásicos 5.2 Transformadores trifásicos 5.3 Chaves semicondutoras, relés e contactoras.

Área II – Instrumentação 6 - Fundamentos 6.1 Definições 6.2 Sistemas de Medidas 6.3 Função de Transferência 6.4 VIM - Rastreabilidade, comparabilidade 7 - Características do sistema de medição 7.1 Estáticas 7.2 Dinâmicas 7.3 Instrumentos Indicadores Analógicos e Digitais. 8 – Incerteza de Medição 8.1 Exatidão e repetitividade 8.2 Propagação de incertezas 8.3 Ruído nos sistemas de medição 9 - Transdutores e Sensores 9.1 Estrutura Básica 9.2 Princípios físicos de elementos transdutores 9.3 Utilização de chaves mecânicas como transdutores 9.4 Transdutores resistivos 9.4.1 – potenciométricos 9.4.2 – extensométricos 9.4.3 – termoresistivos 9.4.4 - Fotoresistivos 9.5 Transdutores capacitivos 9.6 Transdutores indutivos 9.7 Termopares 9.8 Transdutores de deslocamento, velocidade e aceleração 9.9 Outros transdutores 10 - Condicionamento e transmissão de sinais 10.1 Condicionamento de sinais 10.1.1 – Amplificadores de sinais 10.1.2 – Filtros analógicos. 10.2 Transmissão em tensão e corrente 10.3 Sistemas de Interface e sistemas remotos. 10.4 Instrumentação virtual CRONOGRAMA:

Semana Data Conteúdo Previsto 04/03/2009 1.1, 1.2 1 06/03/2009 2.1, 2.2, 2.3 11/03/2009 2.4, 2.52 13/03/2009 2.6 18/03/2009 2.7, 2.83 20/03/2009 2.8, Exercícios 25/03/2009 3.1, 3.2, 3.34 27/03/2009 3.4, 3.5, 3.6

01/04/2009 3.6, exercícios5 03/04/2009 4.1, 4.2 08/04/2009 4.2, exercícios6 10/04/2009 PAIXÃO DE CRISTO 15/04/2009 4.1, 4.27 17/04/2009 5.1, 5.2, 5.3 22/04/2009 Revisão e Exercícios8 24/04/2009 PROVA P1 29/04/2009 6.1, 6.29 01/05/2009 FERIADO – Dia do Trabalho 06/05/2009 6.3, 6.410 08/05/2009 7.1, 7.2 13/05/2009 7.3, 8.1, 8.211 15/05/2009 8.3, 9.1, 9.2,9.3 20/05/2009 9.412 22/05/2009 9.4 27/05/2009 SEMANA ACADÊMICA13 29/05/2009 SEMANA ACADÊMICA 03/06/2009 9.5, 9.614 05/06/2009 9.7, 9.8, 9.9 10/06/2009 10.1, 10.215 12/06/2009 10.3, 10.4 17/06/2009 Exercícios16 19/06/2009 PROVA P224/06/2009 Divulgação dos resultados. Atendimento à duvidas. 17 26/06/2009 RECUPERAÇÃO 01/07/2009 Apres. de Trabalhos de Diplomação e Estágio

Supervisionado (formandos). Aberto ao público em geral.

18

03/07/2009 Apres. de Trabalhos de Diplomação e Estágio Supervisionado (formandos). Aberto ao público em geral.

08/07/2009 Atribuição dos conceitos. 19 10/07/2009 Encerramento do semestre.