Curso de Eletricidade e Magnetismo

Aula 1 • Natureza e Propriedades da Carga Elétrica

Aborda a quantização, conservação e polaridade da carga. Ancora toda a análise eletrostática subsequente na compreensão em nível atômico.

Aula 2 • Princípio da Superposição para Múltiplas Cargas

Estende a lei de Coulomb a sistemas de três ou mais cargas usando adição vetorial. Constrói a fluência na resolução de problemas necessária para o trabalho com campos elétricos adiante.

Aula 3 • Distribuição de Carga e Indução

Examina a distribuição de carga superficial em condutores e a indução de carregamento. Prepara os alunos para as aplicações da lei de Gauss no próximo capítulo.

Aula 1 • Aplicando a Lei de Gauss a Sistemas Simétricos

Resolve campos com simetria esférica, cilíndrica e planar usando a lei de Gauss. Reforça quando e por que a lei simplifica integrais que de outra forma seriam complexas.

Aula 2 • Lei de Gauss: Enunciado e Fluxo

Define o fluxo elétrico e enuncia a lei de Gauss na forma integral. Estabelece a estratégia baseada em simetria para simplificar os cálculos de campo.

Aula 3 • Campo Elétrico de Distribuições Contínuas de Carga

Aplica integração a bastões, anéis e discos de carga. Desenvolve habilidades de cálculo de campo baseadas em cálculo diferencial e integral usadas ao longo do curso.

Aula 4 • Conceito e Visualização do Campo Elétrico

Apresenta o campo como força por unidade de carga de prova e usa diagramas de linhas de campo. Muda o pensamento de ação à distância para interação mediada por campo.

Aula 1 • Relacionando Campo Elétrico e Potencial

Deduz a relação gradiente entre campo e potencial. Permite que os alunos extraiam informações do campo a partir de mapas de potencial e vice-versa.

Aula 2 • Potencial de Distribuições Contínuas de Carga

Integra o potencial de carga puntiforme sobre bastões, anéis e discos. Estende as habilidades de cálculo do capítulo de campo elétrico para grandezas escalares.

Aula 3 • Trabalho, Energia e Potencial Elétrico

Conecta o trabalho realizado pela força elétrica às variações na energia potencial. Motiva o potencial escalar como uma alternativa mais conveniente aos campos vetoriais.

Aula 4 • Condutores e Potencial em Equilíbrio

Mostra que as superfícies dos condutores são equipotenciais e analisa a geometria dos capacitores. Faz a ponte entre a teoria do potencial e o capítulo de capacitância que se segue.

Aula 1 • Energia Armazenada em um Capacitor

Deduz a energia armazenada em termos de carga, tensão e capacitância. Apresenta a densidade de energia como um conceito baseado em campo aplicável a todos os sistemas eletromagnéticos.

Aula 2 • Aplicações Práticas de Capacitores

Examina tipos reais de capacitores, tolerâncias e casos de uso de armazenamento de energia. Fundamenta o conhecimento teórico em contextos de engenharia e tecnologia.

Aula 3 • Dielétricos e Polarização

Explica a polarização molecular, a constante dielétrica e seu efeito na capacitância. Conecta o comportamento microscópico dos dipolos aos parâmetros macroscópicos do circuito.

Aula 4 • Capacitância e Geometria do Capacitor

Define capacitância como carga por unidade de tensão e a deduz para geometrias de placas paralelas, cilíndrica e esférica. Estabelece os fatores geométricos que controlam a capacitância.

Aula 1 • Resistores em Série e em Paralelo

Deduz a resistência equivalente para redes em série e em paralelo e aplica divisores de tensão. Constrói habilidades sistemáticas de simplificação de circuitos.

Aula 2 • Fontes de Força Eletromotriz e Resistência Interna

Modela baterias e geradores como fontes de força eletromotriz com resistência interna. Explica a queda de tensão terminal sob carga, crítica para o projeto de circuitos reais.

Aula 3 • Dissipação de Potência e Medições em Circuitos

Calcula a potência em resistores e analisa os efeitos de carga do amperímetro e do voltímetro. Conecta a análise teórica à precisão da medição prática.

Aula 4 • Corrente, Resistência e Lei de Ohm

Define densidade de corrente, resistividade e a lei de Ohm nos níveis microscópico e macroscópico. Estabelece a relação fundamental V-I para toda a análise de circuitos.

Aula 1 • Movimento Circular e Helicoidal em Campos Magnéticos

Analisa o movimento ciclotrônico e as trajetórias helicoidais de partículas carregadas. Aplica-se a espectrômetros de massa, cíclotrons e dispositivos de confinamento de plasma.

Aula 2 • Força sobre Condutores Percorridos por Corrente

Deduz a força sobre um segmento de corrente retilíneo e curvo em um campo magnético. Conecta a força em nível de partícula ao comportamento macroscópico do condutor.

Aula 3 • Força de Lorentz sobre Cargas em Movimento

Deduz a força magnética sobre uma carga em movimento e a combina com a força elétrica. Permite a análise do movimento de partículas em campos E e B combinados.

Aula 4 • Efeito Hall e Identificação de Portadores de Carga

Explica o efeito Hall e seu uso na determinação do sinal e da densidade dos portadores. Demonstra como as forças magnéticas revelam propriedades microscópicas dos condutores.

Aula 1 • Forças entre Correntes Paralelas e Materiais Magnéticos

Deduz a força por unidade de comprimento entre fios paralelos e introduz a permeabilidade magnética. Conecta o magnetismo baseado em corrente às propriedades magnéticas dos materiais.

Aula 2 • Lei de Ampère: Enunciado e Aplicação

Enuncia a lei de Ampère na forma integral e identifica as condições de simetria para seu uso. Paraleliza a estratégia da lei de Gauss aplicada anteriormente aos campos elétricos.

Aula 3 • Campo Magnético de Espiras e Bobinas

Integra Biot-Savart sobre espiras circulares e pares de bobinas de Helmholtz. Constrói o caminho para a análise de solenoides e toroides nas seções subsequentes.

Aula 4 • Solenoides e Toroides

Aplica a lei de Ampère para deduzir os campos interiores uniformes de solenoides e toroides. Estabelece a base para a análise de indutância e transformadores em capítulos posteriores.

Aula 1 • Equações de Maxwell e Ondas Eletromagnéticas

Apresenta as quatro equações de Maxwell, introduz a corrente de deslocamento e deduz a equação de onda. Culmina o curso unificando eletricidade, magnetismo e óptica.

Aula 2 • Lei de Faraday da Indução Eletromagnética

Enuncia a lei de Faraday em termos da variação do fluxo magnético e deduz a força eletromotriz induzida. Unifica os fenômenos elétricos e magnéticos em uma única relação dinâmica.

Aula 3 • Indutância Mútua e Transformadores

Deduz a indutância mútua e a aplica às relações de tensão e corrente do transformador ideal. Conecta a teoria da indução à tecnologia de transmissão de potência.

Aula 4 • Lei de Lenz e Conservação de Energia

Aplica a lei de Lenz para determinar a direção da corrente induzida e verifica a conservação de energia. Reforça o significado físico por trás do sinal negativo na lei de Faraday.