Ondas Electromagnéticas

Código:

EEC0021

Sigla:

OELE

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Telecomunicações
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2011/2012 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	http://paginas.fe.up.pt/~mines/OE/
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEEC	44	Plano de estudos de Transição a partir de 2010/11	3	-	8	87	216
		Plano de estudos oficial	3	-	8	87	216

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Os principais objectivos da disciplina são dotar os alunos de conhecimentos técnicos (CDIO 1.1 a 1.3) relativos a:
• Fenómenos ondulatórios em linhas de transmissão
• Fenómenos transitórios em linhas de transmissão
• Propagação de ondas electromagnéticas planas em meios sem e com perdas
• Polarização de ondas electromagnéticas
• Energia transportada por uma onda
• Incidência de ondas em diferentes meios e com diferentes ângulos
• Propagação guiada de ondas electromagnéticas
• Radiação de ondas electromagnéticas
• Princípios de funcionamento de antenas

Inclui-se também nesta disciplina o desenvolvimento de aptidões pessoais e profissionais no que diz respeito ao raciocínio em engenharia (CDIO 2.1).

Programa

1. Revisão: fasores, equações de Maxwell, equação de onda escalar e unidimensional.
2. Linhas de Transmissão. Modelo eléctrico de uma linha de transmissão. Equações gerais. Propagação de ondas em linhas de transmissão. Fluxo de potência. Linhas terminadas com impedância arbitrária. O diagrama de Smith. Adaptação de impedâncias. Transitórios
3. Ondas electromagnéticas planas. Equações de Maxwell. Equação de onda e equação de Helmholtz. Ondas planas em meios infinitos sem perdas: velocidade de fase; impedância intrínseca; efeito de Doppler; polarização de ondas planas. Ondas planas em meios com perdas: constantes de propagação, atenuação e de fase; meios dieléctricos com poucas perdas e meios bons condutores; distância de propagação. Velocidade de grupo. O fluxo de energia electromagnética e o vector de Poynting. Interface entre meios diferentes: condições fronteira; leis de Snell da reflexão e da refracção; reflexão total, coeficientes de reflexão e de transmissão; ângulo de Brewster.
4. Guias de onda, cavidades e fibras ópticas. Ondas electromagnéticas em guias de onda. Ondas transversais electromagnéticas; ondas transversais magnéticas; ondas transversais eléctricas. Guias de onda de placas paralelas: ondas TM e ondas TE; velocidade de transporte da energia; atenuação. Guias de onda rectangulares: ondas TM e ondas TE; atenuação. Guias de onda circulares: funções de Bessel; ondas TM e ondas TE. Cavidades: cavidades rectangulares e circulares; factor de qualidade. Guias dieléctricos planares: ondas TM e ondas TE; relação entre análise modal e óptica geométrica; índice de refracção gradual. Guias dieléctricos cilíndricos: ondas híbridas; equação característica; fibras ópticas monomodo e multimodo.
5. Antenas e radiação. O dipolo eléctrico elementar. O dipolo magnético elementar. Padrão de radiação de uma antena. Parâmetros de antenas. Antenas lineares finas. Grupos de antenas.

Bibliografia Obrigatória

Cheng, David K.; Field and wave electromagnetics. ISBN: 0-201-12819-5

Bibliografia Complementar

Kraus, John D.; Electromagnetics with applications. ISBN: 0-07-116429-4
Inan, Umran S.; Engineering electromagnetics. ISBN: 0-8053-4423-3
Demarest, Kenneth R.; Engineering electromagnetics. ISBN: 0-02-328521-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

•Aulas teóricas: aulas expositivas onde se introduzem os conceitos e as ferramentas matemáticas necessárias à compreensão da matéria leccionada.
•Aulas teórico-práticas: aulas para discussão e resolução de problemas ilustrativos do conteúdo da disciplina. Estas aulas incluirão também a resolução de exercícios simples para avaliação.
•Trabalho laboratorial: realizado fora de aulas e opcional.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	63,00
Exame final	Exame	3,00		2012-02-10
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Preparação para exame	Estudo autónomo	40	2012-02-10
Estudo durante o semestre	Estudo autónomo	100	2012-01-02
	Total:	140,00

Obtenção de frequência

Para obter frequência à disciplina é necessário:
•não exceder o limite legal de faltas às aulas teórico-práticas, isto é, 25% do número de aulas teórico-práticas;
•classificação mínima de 35% na componente distribuída de avaliação.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação da disciplina é do tipo avaliação distribuída com exame final, e divide-se em duas componentes:
1.COMPONENTE DISTRIBUÍDA (D). Esta componente compreende a realização de 9 exercícios para avaliação nas aulas práticas e de 1 trabalho laboratorial opcional. A classificação desta componente é dada pela média dos 6 melhores exercícios, caso o aluno opte por não realizar o trabalho laboratorial, ou pela média dos 5 melhores exercícios e do trabalho laboratorial, caso contrário.

2. EXAME FINAL (E). Consiste na realização de uma prova escrita, sem consulta bibliográfica. Nesta prova só será permitida a utilização de um formulário (que será fornecido).

A classificação final (C) obtém-se combinando a classificação do exame e a nota de avaliação distribuída usando a seguinte fórmula: C = 0.55*E + 0.45*D, onde todas as classificações se encontram na escala de 0 a 20 valores.
A aprovação à disciplina exige uma classificação mínima no exame de 35%.
Notas finais superiores ou iguais a 19 valores ficam condicionadas à realização de uma prova oral adicional.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Estão dispensados de frequentar a disciplina os alunos trabalhadores estudantes e os alunos com frequência a Ondas Electromagnéticas no ano lectivo de 2009/2010.
Os alunos dispensados de frequência serão avaliados através da realização de um exame final, sendo a classificação a atribuir ao aluno igual a 100 % da classificação desse exame.
Contudo, estes alunos poderão optar por frequentar a disciplina, devendo para isso inscrever-se numa turma prática. Esta opção é irreversível. As condições para a obtenção de frequência neste caso são as referidas atrás.

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação é feita por exame final escrito, sendo a classificação a atribuir igual à classificação obtida no exame final, no caso de haver melhoria. Caso contrário, o aluno mantém a classificação anteriormente obtida.

Observações

HORÁRIO DE ATENDIMENTO
4ª feira, das 9h às 10h30
5ª feira, das 9h às 12h30