Eletromagnetismo I

Código:

FIS1004

Sigla:

FIS1004

Nível:

100

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2020/2021 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.up.pt/course/view.php?id=865
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:B	0	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	56	162
L:CC	0	Plano de estudos a partir de 2014	2	-	6	56	162
			3
L:F	82	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	56	162
L:G	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	2	-	6	56	162
			3
L:M	7	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162
			3
L:Q	6	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	56	162
MI:EF	102	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

• Obter formação de base em Eletromagnetismo. 


• Derivar e apresentar as leis e métodos do Eletromagnetismo numa perspetiva fenomenológica. 


• Estabelecer ligações e paralelismos entre o Eletromagnetismo e a Mecânica usando conceitos como força e energia. 


• Evidenciar a importância do conceito de campo na formulação das leis do Eletromagnetismo e enquanto entidade mediadora das interações físicas. 


• Aplicar, no contexto do eletromagnetismo, conceitos e métodos da Análise Vectorial e do Cálculo Integral no espaço. 


• Apresentar e descrever aplicações relevantes do Eletromagnetismo em ciência e tecnologia.

Resultados de aprendizagem e competências

Os estudantes demonstrarão a capacidade de resolver situações físicas e problemas básicos envolvendo questões de eletrostática e magnetostática, e a capacidade de estabelecer ligações a situações experimentais simples.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Serão importantes conceitos e técnicas matemáticas adquiridas em Análise Real  I (sucessões, séries de Taylor, limites e continuidade, cálculo diferencial e integral). 

A unidade curricular utiliza conceitos matemáticos trabalhados em Análise II. As duas UCs, funcionando em paralelo, permitem ilustrar/demonstrar  a aplicação de técnicas matemáticas (cálculo diferencial vectorial) e proporcionam uma melhor compreensão dos pressupostos físicos e matemáticos (campos vectoriais, teoremas da divergência/Lei de Gauss, teorema de Stokes/Lei de Ampère).

Programa

1. Eletrostática no vácuo.




1. Cargas e Força de Coulomb


2. Campo elétrico e linhas de campo elétrico


3. Princípio de Sobreposição


4. Movimento de cargas em campos elétricos


5. Lei de Gauss




2. Campo e Potencial




1. Energia de um sistema de cargas pontuais


2. Potencial, superfícies equipotenciais e linhas de campo


3. campos conservativo e energia eletrostática


4. Distribuições multipolares de carga elétrica




3. Electrostática em meios materiais




1. Materiais Condutores


2. Materiais dielétricos e polarização


3. Forma integral da lei de Gauss com dielétricos




4. Corrente elétrica estacionária. 




1. intensidade de corrente elétrica, densidade de corrente. Definição SI de Ampère.


2. Resistência elétrica e Lei de Ohm.


3. Potência elétrica e Lei de Joule.


4. Noções de circuitos elétricos (Fontes, Circuito Resistivo. Circuito RC)




5. Magnetoestática




1. Força magnética em cargas pontuais móveis e entre elementos de corrente


2. Campo de Indução Magnética e lei de Biot-Savart


3. Momento magnético e dipolo magnético.


4. Lei de Ampère e as descontinuidades do campo magnético


5. Indução Magnética: lei de Faraday


6. Campo magnético em meios materiais

Bibliografia Obrigatória

David Halliday; Fundamentos de Física
P. A. Tipler; Physics for scientists and engineers, Worth Publishers, 1991

Bibliografia Complementar

R. P. Feynman, R. B. Leighton, M. Sands; The Feynmam Lectures on Physics, Addison-Wesley, 1964
R. Blum, D. E. Roller; Physics, 2nd Vol., Holden-Day, 1982
M Alonso and E. J. Finn; Physics, Addison-Wesley, 1996
J. R. Reitz, F. J. Milford, R. W. Christy; Foundations of Electromagnetic Theory, Addison-Wesley, 1993

Observações Bibliográficas

A bibliografia obrigatória identifica as referências principais de suporte aos conteúdos programáticos. 

A bibliografia complementar inclui títulos alternativos, com abordagens um pouco diferentes da bibliografia complementar. Naturalmente, destacam-se as Lectures on Physics de R.Feynman, em particular pela discussão e pelo enquadramento contextual e matemático utilizados.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas de exposição e discussão dos temas abordados, apresentando exemplos para a compreensão dos conceitos, leis e técnicas de cálculo.

Aulas teórico-práticas para discussão e resolução de exercícios e problemas. 

Promoção de actividades em regime de aprendizagem cooperativa (trabalho em grupo).

Funcionamento dos grupos de trabalho
- os estudantes serão distribuídos em grupos de 4 estudantes.

- serão propostas  tarefas/problemas que serão discutidos/ resolvidos em grupo, num período cronometrado, e com o apoio da plataforma Moodle.  

Palavras Chave

Ciências Físicas > Física > Electromagnetismo

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	25,00
Exame	75,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	113,00
Frequência das aulas	49,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

1. Presença activa nas aulas teórico-práticas (TP): 
   a partir do registo de presença nas aulas TP; estudantes que excedam o limite de faltas de 1/4 das aulas TP’s dadas serão excluídos de frequência;


2. Participação nas actividades de grupo (>50%)

Dispensa de Frequência

• Apenas os estudantes que tenham obtido frequência no ano letivo 2019/2020 estão habilitados a dispensa das aulas TP’s. 


• O pedido de dispensa tem de ser dirigido por e-mail ao Docente Responsável até ao final da 1a semana de aulas. No caso de a dispensa ser concedida, o estudante manterá a classificação obtida nos trabalhos de grupo em 2019/20 e a auto-hetero avaliação, a serem contabilizadas como classificação das tarefas de grupo em 20/21.


• Nenhum estudante está dispensado de realizar  testes previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação do estudante tem por base (NB) a nota de um teste intercalar [12.5%], tarefas de grupo [12.5%] e a nota do exame final [75%].

NB=(12.5%  25% Teste + 12.5% TGs + 75% Exame) x 20v

TGs, componente de grupo:

• para cada estudante, são identificados os 3 trabalhos com melhor nota (0-100%), e considera-se a sua média. (TGs)
• é identificada a nota de auto/hetero-avaliação do estudante nesses 3 trabalhos, e feita a sua média (AHm, de -1 a +1).

Fórmula de Cálculo da Nota Final (NF)

• A melhor nota de:
• NB
• só exame

• NF = NB  + AHm
• A nota final será sempre majorada à nota máxima da UC, de 20 valores. 
• nota importante: a nota final NF pode traduzir uma bonificação ou depreciação da nota final, até um máximo de 1 valor, de acordo com a prestação de cada estudante nos grupos de trabalho. 

Provas e trabalhos especiais

não se aplica

Trabalho de estágio/projeto

não se aplica

Avaliação especial (TE, DA, ...)

não se aplica

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação final poderá ser realizada mediante exame (Época de Recurso, Especial).

A classificação final em melhoria será calculada da mesma forma que a nota em época normal.

 como a melhor nota de:

• NB = (12.5% Teste + 12.5% TGs + 75% Exame) x 20v
• NB = Exame

Observações

O Júri da unidade curricular inclui:
- Carla Carmelo Rosa
- Ariel Guerreiro
- João Lima