Curso de Eletromagnetismo para Engenharia

Aula 1 • Gradiente, Divergente e Rotacional

Apresenta os três operadores diferenciais principais e suas interpretações físicas. Fornece as ferramentas analíticas necessárias para formular as equações de Maxwell na forma diferencial.

Aula 2 • Teoremas Integrais do Cálculo Vetorial

Apresenta o teorema da divergência e o teorema de Stokes com exemplos de engenharia. Relaciona as formas integral e diferencial das equações de campo usadas em capítulos posteriores.

Aula 3 • Operadores Laplaciano e de Onda

Define o operador laplaciano e introduz a estrutura da equação de onda. Prepara os alunos para a teoria do potencial e a análise de ondas eletromagnéticas.

Aula 4 • Campos Escalares e Vetoriais

Define os conceitos de campo escalar e vetorial com exemplos físicos. Conecta a visualização de campos ao mapeamento posterior de campos elétrico e magnético.

Aula 1 • Intensidade de Campo Elétrico

Define o vetor campo elétrico e o calcula para fontes discretas e contínuas. Conecta a intensidade de campo à força experimentada por cargas de prova em dispositivos de engenharia.

Aula 2 • Lei de Gauss e Simetria

Enuncia a lei de Gauss nas formas integral e diferencial e a aplica a geometrias simétricas. Permite o cálculo rápido de campo para configurações planares, cilíndricas e esféricas.

Aula 3 • Potencial Elétrico e Energia

Deduz o potencial elétrico a partir do campo e calcula a energia armazenada em sistemas de carga. Relaciona o potencial aos conceitos de tensão usados na análise de circuitos e dispositivos.

Aula 4 • Carga Elétrica e Lei de Coulomb

Introduz a quantização da carga, a conservação e a lei da força entre cargas puntiformes. Estabelece o conceito de fonte subjacente a toda análise eletrostática.

Aula 1 • Armazenamento de Energia em Sistemas Dielétricos

Quantifica a densidade de energia em campos elétricos e a energia total em sistemas de capacitores. Conecta o armazenamento de energia à rigidez dielétrica e aos limites de ruptura no projeto de engenharia.

Aula 2 • Vetor Deslocamento Elétrico

Introduz o campo D para separar as contribuições de carga livre e ligada na lei de Gauss. Permite a análise de campo em geometrias preenchidas com dielétrico sem rastrear cargas ligadas explicitamente.

Aula 3 • Polarização e Cargas Ligadas

Explica como campos aplicados polarizam átomos dielétricos e criam densidades de carga ligada. Conecta o comportamento dipolar microscópico ao vetor de polarização macroscópico P.

Aula 4 • Métodos de Cálculo de Capacitância

Deduz a capacitância para geometrias de placas paralelas, cilíndricas e esféricas. Fornece métodos sistemáticos aplicáveis a projetos práticos de armazenamento de energia e sensores.

Aula 1 • Condições de Contorno para Fluxo de Corrente

Aplica condições de interface à densidade de corrente em fronteiras condutor-condutor e condutor-isolante. Resolve problemas de refração de corrente e fuga em sistemas de condutores em camadas.

Aula 2 • Lei de Ohm na Forma de Campo

Enuncia a forma pontual da lei de Ohm relacionando J, condutividade e E. Ponteia as propriedades microscópicas do material com os cálculos macroscópicos de resistência.

Aula 3 • Dissipação de Potência e Lei de Joule

Deduz a lei de Joule na forma de campo e calcula a potência dissipada em meios resistivos. Conecta a perda ôhmica aos requisitos de gerenciamento térmico em eletrônica de potência.

Aula 4 • Densidade de Corrente e Continuidade

Define a densidade de corrente volumétrica J e deduz a equação da continuidade a partir da conservação da carga. Estabelece a base teórica de campo para a lei de Kirchhoff das correntes na análise de circuitos.

Aula 1 • Lei de Ampère e Simetria

Enuncia a lei circuital de Ampère e a aplica a configurações de corrente simétricas. Espelha a abordagem da lei de Gauss para permitir o cálculo rápido do campo B.

Aula 2 • Fluxo Magnético e Potencial Vetor

Define o fluxo magnético e introduz o potencial vetor magnético A. Conecta a natureza solenoidal de B à condição de divergência nula e às formulações de potencial.

Aula 3 • Força Magnética e Densidade de Fluxo

Introduz a lei da força de Lorentz e define a densidade de fluxo magnético B. Estabelece a base física para a força magnética em condutores percorridos por corrente e cargas em movimento.

Aula 4 • Lei de Biot-Savart

Enuncia a lei de Biot-Savart e a aplica para calcular B a partir de elementos de corrente. Fornece o método de integração fundamental para distribuições arbitrárias de corrente.

Aula 1 • Intensidade de Campo Magnético H

Introduz H para separar as contribuições de corrente livre e ligada na lei de Ampère. Permite a análise de campo em núcleos magnéticos sem rastrear correntes de magnetização explicitamente.

Aula 2 • Condições de Contorno para Campos Magnéticos

Deduz as condições de contorno normal e tangencial para B e H em interfaces de materiais. Aplica as condições a problemas de fluxo de fuga e confinamento de campo no projeto de núcleos.

Aula 3 • Magnetização e Materiais Magnéticos

Define o vetor de magnetização M e classifica materiais diamagnéticos, paramagnéticos e ferromagnéticos. Conecta os momentos magnéticos microscópicos à permeabilidade macroscópica.

Aula 4 • Autoindutância e Indutância Mútua

Deduz a indutância a partir do enlace de fluxo e calcula L e M para geometrias padrão. Fornece a base para a análise de transformadores, bobinas de choque e indutores acoplados.

Aula 1 • Lei de Faraday da Indução

Enuncia a lei de Faraday nas formas integral e diferencial e a aplica a circuitos em movimento e estacionários. Estabelece a ligação entre a variação do fluxo magnético e a força eletromotriz induzida.

Aula 2 • Potenciais Eletromagnéticos e Condições de Gauge

Estende os potenciais escalar e vetorial para campos variáveis no tempo e introduz condições de gauge. Fornece a formulação de potencial usada na análise de antenas e radiação.

Aula 3 • Correntes Parasitas e Efeito Pelicular

Analisa correntes induzidas em corpos condutores e a profundidade pelicular dependente da frequência. Aplica os resultados à estimativa de perdas no núcleo e ao dimensionamento de condutores em altas frequências.

Aula 4 • Equações de Maxwell na Forma Completa

Reúne todas as quatro equações de Maxwell nas formas integral e diferencial. Apresenta a teoria de campo unificada que rege todos os fenômenos eletromagnéticos clássicos.

Aula 1 • Polarização de Onda

Classifica os estados de polarização linear, circular e elíptica de ondas planas. Conecta a polarização ao projeto de antenas, fibra óptica e análise de seção transversal de radar.

Aula 2 • Teorema de Poynting e Fluxo de Potência

Deduz o teorema de Poynting e o vetor de Poynting para o transporte de potência eletromagnética. Quantifica o fluxo de potência, a densidade de energia e a eficiência de radiação em sistemas ondulatórios.

Aula 3 • Ondas Guiadas e Linhas de Transmissão

Introduz a teoria de linhas de transmissão e os modos de guia de onda retangular como estruturas de onda guiada. Conecta os parâmetros de circuito distribuído às soluções de campo para projeto em alta frequência.

Aula 4 • Propagação de Onda em Meios com Perdas

Estende a análise de ondas planas para meios condutores e dielétricos com perdas usando permissividade complexa. Quantifica a constante de atenuação, constante de fase e profundidade de penetração.

Aula 5 • Reflexão e Transmissão em Interfaces

Deduz os coeficientes de reflexão e transmissão de Fresnel para incidência normal e oblíqua. Aplica os resultados à correspondência de impedância, projeto de radomes e análise de revestimentos ópticos.