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Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos I. APRESENTAÇÃO Este folheto relaciona ementa, critério de aprovação, bibliografia básica, calendários de aulas, provas e entrega de listas de exercícios. Há também texto sobre a maneira de abordar com sucesso a disciplina e legislação pertinente. II. EMENTA LINHAS de transmissão; Ondas planas; Reflexão e refração de ondas; Polarização; Equações de Maxwell; Ondas planas em meios dissipativos; Guia de onda: metálico, dielétrico: planares e fibras ópticas; Radiação de ondas e antenas; Noções de métodos numéricos. III. BIBLIOGRAFIA 1. J.D. Kraus e D.A. Fleisch, Electromagnetics with Applications McGraw-Hill, 8a. edição, 2008. 2. W.H. Hayt e J.A. Buck, Eletromagnetismo edição, 2008. 3. S.E. SCHWARZ, Electromagnetic for Engineers College Publ., 1990. 4. L.C. SHEN e J.A. KONG, Applied Electromagnetic Publishing Co., 1995. 5. J.C.Sartori, Linhas de Transmissão e Carta de Smith: Projeto Assistido por Computador, São Carlos, SP: Escola de Engenharia de São Carlos, USP, Projeto REENGE, 1999. 6. Sophocles J. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ 7. www.knovel.com/web/portal/ IV. MATERIAL DIDÁTICO TODO material didático disponível (notas de aulas, listas de exercícios e exercícios resolvidos, lista de endereços na Web que exibem animações, sites de disciplinas equivalentes no Brasil e no exterior), calendário de provas e notas está à disposição no si www.sel.eesc.usp.br/tele/amilcar/ V. APRENDENDO ONDAS ELETROMAGNÉTIC A. Natureza dos Conceitos O procedimento para acompanhar eletromagnéticas não é muito diferente daquele empregado em outras Entretanto, esta disciplina apresenta certas particularidades que devem ser bem compreendidas. Em primeiro lugar destacam-se o caráter abstrato dos conceitos e a necessidade de visualização tridimensional. As ferramentas matemáticas necessárias envolvem cálculo diferencial e vetorial. SEL310 (612) Ondas Eletromagnéticas Prof. Dr. Amílcar Careli César e Prof. Dr. Heitor Cury Basso Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia Elétrica Este folheto relaciona ementa, critério de aprovação, bibliografia básica, calendários de aulas, provas e entrega de listas de exercícios. Há também texto sobre a maneira de abordar com sucesso a disciplina e legislação pertinente. smissão; Ondas planas; Reflexão e refração de ondas; Polarização; Equações de Maxwell; Ondas planas em meios dissipativos; Guia de onda: metálico, dielétrico: planares e fibras ópticas; Radiação de ondas e antenas; Noções de métodos numéricos. Electromagnetics with Applications, Eletromagnetismo, McGraw-Hill, 7ª Electromagnetic for Engineers, EUA: Saunders Applied Electromagnetic, EUA: PWS Linhas de Transmissão e Carta de Smith: Projeto , São Carlos, SP: Escola de Engenharia de São Carlos, USP, Projeto REENGE, 1999. Sophocles J. Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/ ODO material didático disponível (notas de aulas, listas de exercícios e exercícios resolvidos, lista de endereços na Web que exibem animações, sites de disciplinas equivalentes no Brasil e no exterior), calendário de provas e notas está à disposição no site: ONDAS ELETROMAGNÉTICAS procedimento para acompanhar ondas não é muito diferente daquele empregado em outras disciplinas. Entretanto, esta disciplina apresenta certas particularidades que devem ser bem compreendidas. Em se o caráter abstrato dos conceitos e a necessidade de visualização tridimensional. s envolvem cálculo B. Livros e Abordagens OS livros utilizados como texto básico em disciplina de graduação mudaram muito nos últimos tempos. Como a quantidade de livros também aumentou muito, há livros com as mais diversas abordagens, desde os clássicos até os editados para leitores quase leigos no assunto. A abordagem clássica da teoria eletromagnética observada nos livros inicia conceitos de eletrostática e só depois a eletrodinâmica é apresentada. A partir da déc principalmente, vários autores se preocuparam em tornar o aprendizado de eletromagnetismo mais eficaz. Em boa parte dos livros lançados a partir de então, há ênfase nas aplicações dos conceitos e vários dispositivos e equipamentos do cotidiano são descritos nestes livros. Dada a importância tecnológica que os serviços de telecomunicações desempenham na atualidade, alguns livros iniciam o estudo do eletromagnetismo aplicado pelos conceitos de ondas eletromagnéticas. Autores como Steven E. Schwarz adotam esta abordagem. Neste caso particular, Schwarz explica os conceitos de ondas eletromagnéticas em linhas de transmissão a partir de conceitos de circuitos elétricos. Em geral, o estudante já conhece ou está em contato com os conceitos de tensão, já compreendem a notação fasorial. Só a partir deste ponto é que o conceito de campo eletromagnético é introduzido. Os livros novos têm apresentação gráfica apurada e muitos exemplos práticos. Entretanto, de forma alguma as notas de substituir o livro-texto. Elas representam a síntese, o último estágio do processo de aprendizagem. C. Eletromagnetismo e Engenharia Elétrica/Computação A engenharia elétrica diversificada. O número de especializações e de novas aplicações só tem aumentado. É possível escolher a área de atuação desde robótica ou telecomunicações até engenharia biomédica. É possível até não se sentir atraído por certas aplicações da engenharia elétrica. Entretanto, não há como se esquivar do es eletromagnetismo: ele é parte importante dos fundamentos e permeia todas as aplicações. profissional qualificado deve conhecer bem seus fundamentos. D. Postura do Estudante SUPONDO correta a escolha profissional, qual deve ser a postura diante Lembramos que o currículo vigente em nossa SEL310 (612) Ondas Eletromagnéticas Prof. Dr. Amílcar Careli César e Prof. Dr. Heitor Cury Basso Departamento de Engenharia Elétrica 1 Livros e Abordagens S livros utilizados como texto básico em disciplina de graduação mudaram muito nos últimos tempos. Como a quantidade de livros também aumentou muito, há livros com as mais diversas abordagens, variando desde os clássicos até os editados para leitores quase leigos no assunto. A abordagem clássica da teoria eletromagnética observada nos livros inicia-se com os conceitos de eletrostática e só depois a eletrodinâmica é apresentada. A partir da década de noventa, principalmente, vários autores se preocuparam em tornar o aprendizado de eletromagnetismo mais eficaz. Em boa parte dos livros lançados a partir de então, há ênfase nas aplicações dos conceitos e vários dispositivos e ano são descritos nestes livros. Dada a importância tecnológica que os serviços de telecomunicações desempenham na atualidade, alguns livros iniciam o estudo do eletromagnetismo aplicado pelos conceitos de ondas eletromagnéticas. Autores como Steven warz adotam esta abordagem. Neste caso particular, Schwarz explica os conceitos de ondas eletromagnéticas em linhas de transmissão a partir de conceitos de circuitos elétricos. Em geral, o estudante já conhece ou está em contato com os conceitos de tensão, corrente e potência e já compreendem a notação fasorial. Só a partir deste ponto é que o conceito de campo eletromagnético é introduzido. Os livros novos têm apresentação gráfica apurada e muitos e forma alguma as notas de aulas devem Elas representam a síntese, o último estágio do processo de aprendizagem. Eletromagnetismo e Engenharia engenharia elétrica/computação é muito diversificada. O número de especializações e de vas aplicações só tem aumentado. É possível escolher a área de atuação desde robótica ou telecomunicações até engenharia biomédica. É possível até não se sentir atraído por certas aplicações da engenharia elétrica. Entretanto, não há como se esquivar do estudo do eletromagnetismo: ele é parte importante dos fundamentos e permeia todas as aplicações. Um deve conhecer bem seus Postura do Estudante UPONDO correta a escolha profissional, qual deve ser a postura diante desta disciplina? que o currículo vigente em nossa SEL310 (612) Ondas Eletromagnéticas Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia Elétrica 2 instituição permite a escolha de uma área de conhecimentos dentro da engenharia elétrica e da engenharia de computação. São os certificados de estudos especiais e as ênfases, dentre os quais há o de telecomunicações. Estas disciplinas são escolhidas pelo estudante de acordo com sua preferência profissional. Um equívoco que não deve ser cometido é supor que a disciplina ondas eletromagnéticas faz parte apenas do conjunto de conhecimentos daqueles que desejam atuar em telecomunicações. Esta disciplina utiliza boa parte dos conceitos abordados na disciplina Eletromagnetismo. É, portanto, parte integrante do curso fundamental. Além disso, é muito grande a quantidade de serviços oferecidos atualmente que envolvem ondas eletromagnéticas. É preciso considerar também os serviços que, mesmo não tratando diretamente, podem ser afetados por elas. Portanto, escolhido o curso de engenharia elétrica ou engenharia de computação como opção profissional, não há outra postura aconselhável a não ser dedicar-se com afinco ao seu estudo. Para tanto, a primeira atitude é possuir um livro-texto. Sugerimos alguns, mas o estudante deve escolher aquele que mais atrai sua atenção. Assim como um estudante de medicina deve possuir um compêndio sobre fisiologia, um estudante de direito o código civil brasileiro, deve o estudante de engenharia adotar um de eletromagnetismo como "livro de cabeceira". Em segundo lugar, seguir as recomendações do docente quanto ao estudo sistemático da teoria e realização dos exercícios. Embora o docente se esforce em chamar a atenção para as aplicações dos conceitos, o número de aulas é finito e, portanto, deve o estudante procurar outras fontes de motivação e estudos. A biblioteca da EESC está razoavelmente equipada com livros e é confortável. Há ainda a Internet que, se utilizada adequadamente, pode render um bom aprendizado. Enfrente o estudo desta disciplina com determinação, pois, caso contrário, ela poderá ser penosa e desgastante, causando sérias deficiências na base conceitual. E. Razões para Aproveitamento Inadequado DEPOIS de vários anos de experiência docente, podemos identificar algumas razões para o insucesso de alguns estudantes. Todas elas, entretanto, facilmente detectáveis logo no início do semestre e passíveis de serem prontamente corrigidas. Algumas são elementares, mas mesmo assim serão aqui relacionadas: • Falta de adoção de um livro-texto. Os docentes costumam colocar à disposição as notas de aulas que, no entanto não são suficientes para o aprofundamento conceitual que se almeja. Não há substituto para o livro-texto. Seja ele impresso em papel ou em mídia eletrônica; • Descaso pelas listas de exercícios. Ela foi planejada para abordar os conceitos fundamentais e proporcionar a sistematização do estudo; • Estudo "burocrático". Cumprir apenas o mínimo estipulado para a aprovação na disciplina; • Coletânea de provas e gabaritos de avaliações. As provas da disciplina são realizadas com consultas às anotações de formulários escritos pelos alunos a partir de aulas e livros. É falsa a sensação de segurança advinda da posse de material para consultas. Embora as provas sejam realizadas em tempo suficiente para a resolução das questões, não há possibilidade de aprender adequadamente um novo conceito durante a sua realização. O material de consulta serve apenas para evitar a memorização desnecessária de certas fórmulas pouco utilizadas e constantes universais. As provas são concebidas para verificar a capacidade do estudante de utilizar os conceitos adquiridos para a solução de problemas. F. Ferramentas de Cálculo É recomendável que o estudante tenha boa familiaridade com um programa de cálculo matemático como o MathCad, Mathematica, Matlab ou Mapple. São programas consagrados, com excelentes ferramentas gráficas. Além disso, há inúmeros programas e tutoriais disponíveis na Internet. G. O Que é Preciso Saber PARA acompanhar adequadamente a disciplina é preciso conhecer: sistemas de coordenadas; análise vetorial; rotacional, divergente e gradiente; integral de linha; integral de superfície; integral de volume; teorema da divergência; teorema de Stokes; representação fasorial de grandezas eletromagnéticas; as condições de contorno em interfaces (dielétrico-dielétrico; condutor-dielétrico; superfície de um condutor perfeito); leis fundamentais do eletromagnetismo. Os conceitos listados acima fazem parte das ementas das disciplinas básicas de cálculo oferecidas pelo ICMC e da disciplina SEL309-Eletromagnetismo. VI. CRITÉRIO DE APROVAÇÃO A. Provas e Listas de Exercícios A avaliação do rendimento escolar será realizada por meio de duas provas. Haverá ainda uma prova substitutiva. Esta prova será realizada para aqueles que, por qualquer motivo, tenham deixado de comparecer a uma das provas. Entretanto, aqueles que não se enquadram nesta categoria estão também aptos a realizá-la. Para estes, não haverá ônus caso a nota obtida seja inferior a qualquer uma das duas regulamentares. Esta prova substitutiva cobre toda a ementa da disciplina. Uma lista de exercícios versando sobre o conteúdo da disciplina será divulgada no início das aulas. B. Realização das Provas As provas serão realizadas no período das aulas, de acordo com o calendário mostrado na Seção VIII. Elas versarão sobre ementa abordada até a aula imediatamente anterior à data de cada prova. Junto com a prova o aluno recebe uma folha em separado para anotar os resultados obtidos em cada questão. Este gabarito fica de posse do aluno para que possa ser confrontado com o gabarito oficial, divulgado para cada prova juntamente com as notas. Universidade de São Paulo Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia Elétrica 3 C. Média Final A média final (MF) será igual à média aritmética das duas notas maiores relativas às três provas (P1, P2 e Psub). D. Como Será Realizada a Correção das Provas As provas serão corrigidas da seguinte maneira. À questão será atribuída a nota máxima se o resultado obtido pelo aluno estiver absolutamente correto. Caso contrário, será atribuída nota mínima. Valores intermediários ficam a cargo de interpretação, podendo ser atribuídos valores intermediários em casos que não constituam erro conceitual grave. E. Pedido de Revisão da Correção Sempre que houver qualquer tipo de dúvida a respeito da correção realizada o aluno deve enviar mensagem eletrônica ao docente (servindo como documentação escrita), fundamentando a dúvida e solicitando a revisão da correção. Persistindo a dúvida, fica garantida ao aluno a aplicação da legislação pertinente descrita na Seção VII. VII. LEGISLAÇÃO PERTINENTE A legislação referente à avaliação de rendimento escolar e critérios para obtenção dos créditos das disciplinas é relacionada a seguir. Elas correspondem aos artigos 81 a 84 do regimento geral da USP 1 . A. Seção V do RG-Da Avaliação do Rendimento Escolar Artigo 81 - A avaliação do rendimento escolar do aluno será feita em cada disciplina em função de seu aproveitamento verificado em provas e trabalhos decorrentes das atividades previstas no § 1º do art. 65. § 1º - Fica assegurado ao aluno o direito de revisão de provas e trabalhos escritos, a qual deve ser solicitada ao próprio professor responsável pela disciplina em questão. (parágrafo alterado pela Resolução nº 5365/2006) § 1º A - Da decisão do professor responsável pela disciplina cabe recurso para exame de questões formais ou suspeição, ao Conselho do Departamento ou órgão equivalente. (inserido pela Resolução nº 5365/2006) § 2º - A revisão de provas e trabalhos deverá ser feita na presença do aluno. Artigo 82 - É obrigatório o comparecimento do aluno às aulas e a todas as demais atividades previstas no § 1º do art. 65. Artigo 83 - As notas variarão de zero a dez, podendo ser aproximadas até a primeira casa decimal. Artigo 84 - Será aprovado, com direito aos créditos correspondentes, o aluno que obtiver nota final igual ou superior a cinco e tenha, no mínimo, setenta por cento de frequência na disciplina. (grifo nosso) 1 http://leginf.uspnet.usp.br/ VIII. CALENDÁRIOS F E V E R E I R O DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB 26 27 28 29 M A R Ç O DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 A B R I L DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 M A I O DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 J U N H O DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 J U L H O DOM SEG TER QUA QUI SEX SÁB 1 2 3 4 5 6 7 Início e término das aulas Dias sem atividades Semana da Santa 2 a 7/4 Tiradentes 21/4 Recesso Escolar 30/4 Dia do Trabalho 1/5 Corpus Christi e Recesso Escolar 7 a 9/6 CALENDÁRIO DE PROVAS MÊS DIA PROVA ABRIL 12 P1 MAIO 17 P2 JUNHO 21 P3 JUNHO 28 SUB As informações sobre ementa, avaliação e notas de aulas estão disponíveis no site www.sel.eesc.usp.br/tele/amilcar/ www.sel.eesc.usp.br/hcbasso/Ondas.htm www.sel.eesc.usp.br:8085/Disciplinas/ login: sel310612; senha: J*C**Max