Ondas Electromagnéticas
Áreas Científicas |
Classificação |
Área Científica |
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Telecomunicações |
OFICIAL |
Física |
Ocorrência: 2012/2013 - 1S
Ciclos de Estudo/Cursos
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.
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 |
|
2013-02-08 |
|
Total: |
- |
0,00 |
|
Componentes de Ocupação
Descrição |
Tipo |
Tempo (Horas) |
Data Conclusão |
Preparação para exame |
Estudo autónomo |
40 |
2013-02-08 |
Estudo durante o semestre |
Estudo autónomo |
100 |
2013-02-08 |
|
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, sendo a classificação desta componente dada pela média dos 6 melhores exercícios.
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