Departamento
Formação Profissional Elétrica
Disciplina
Curso
Matéria
Engenharia Elétrica
Código
Materiais Elétricos e Processos
Materiais Elétricos
Carga Horária (horas-aula)
EL1
60
Docentes
Qualificação
Teodoro Monge de Amorim Filho (Prof. Responsável)
Mestre
Objetivos
1-Dar diretrizes para a especificação correta de materiais elétricos.
2-Entender o comportamento dos materiais a partir do conhecimento de sua estrutura
atômica.
Ementa
Visão geral da disciplina. Introdução. Estrutura atômica dos materiais.Materiais
metálicos.Conceituação de materiais condutores,semicondutores e isolantes. Materiais
semicondutores. Materiais isolantes convencionais. Materiais para dispositivos
eletrônicos. Materiais magnéticos. Materiais supercondutores.
Conteúdo Programático
1. Visão geral da disciplina.
2.Introdução.
2.1.Importância da escolha de um material técnica e economicamente corretas.
2.2.Risco de falha e de acidentes pelo uso de material inadequado.
2.3.Importância do controle de qualidade total.
3.Estrutura atômica dos materiais.
3.1. Componentes do Átomo;
Contribuições de Thomson.Rutherford,Millikan e Anderson para a teoria atômic
Modelo atômico de Bohr;
Tabela Periódica de elementos químicos;
Radioatividade e Isótopos;
Spin do elétron e o pósitron;
Retrato quântico do átomo;
Classificação atual das partículas atômicas;
Composição do núcleo atômico a partir dos Quarks;
Forças internas no núcleo:forças eletromagnéticas e forças fortes;
Ligações nucleares e Reações nucleares.
3.2 Ligações Químicas
Conceituação: moléculas e íons;
Ligações: Iônica; Covalente ; Molecular e Metálica .
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Materiais metálicos
4.1 Conceituação;estruturas cristalinas;redes cristalinas;concentração de elétrons
livres;condução de corrente elétrica;condutividade e resistividade;proprie
dades mecânicas e térmicas.
4.2 Condutores metálicos puros: cobre,alumínio e outros materiais;
4.3 Principais aplicações do cobre e do alumínio;comparação cobre/alumínio.
4.4 Ligas metálicas condutoras;
4.5 Ligas metálicas resistivas;
4.6 Termopares e Termoresistências;
4.7 Corrosão eletroquímica;
4.8 Resistência CC e CA(efeito pelicular)
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Conceituação de materiais condutores, semicondutores e isolantes
5.1 3 critérios: cargas livres;barreiras de potencial e ;correntes de condução e de
deslocamento.
5.2 Materiais PTC e NTC
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Materiais semicondutores
5.1 Materias semicondutores extrínsecos e intrínsecos;
5.2 Termistores;foto-diodos e foto-resisitores;
5.3 Efeito Hall.
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Materiais isolantes convencionais
7.1 Circuito equivalente: resistências,capacitâncias e correntes;
7.2 Polarização;
7.3 Propriedades dielétricas;
7.4 Análise das propriedades elétricas de materiais sólidos,líquidos e gasosos
(exemplos práticos).
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Materiais para dispositivos eletrônicos
8.1) Comportamento da polarização com a frequência;
8.2) Materiais Piezoelétricos;Ferroelétricos e Eletretos;
8.3) Curva de sensibilidade à luz do olho humano ;
8.4) Energias transportadas por radiações;
8.5) Propriedades ópticas dos materiais:reflexão,refração e efeito pelicular;
8.6) Conceituação:Opto-Eletetrônica e Fotônica ;
 8.7) Materiais de Filmes Finos e de Multicamadas.
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Materiais magnéticos.
8.1.Leis básicas do eletromagnetismo.
8.2.Perdas magnéticas em campos de corrente continua e de corrente alternada.
8.3.Curvas de histerese e de magnetização normal.
8.4.Materiais magnéticos doces ou moles para máquinas elétricas. Materiais
magnéticos duros para imâs permanentes.
8.5.Principais características e aplicações para aço doce, aço duro, aço-silicco,
aço-silicio com grão orientado. Ligas para imãs permanentes e ligas de terras
raras.
8.6.Magnetostricção, deformações cristalinas.
10 Materiais Supercondutores
Metodologia de Ensino
As aulas serão ministradas com base no livro básico e em apostila da disciplina de
nossa autoria e nossa experiência profissional no assunto, usando retro-projetor,
quadro-negro, catálogos e amostra de material, e eventualmente quando necessário,
outro sistema de projeção. Durante as explanações os alunos serão solicitados a
resolver questões
pertinentes ao que está sendo explicado ou para alguma
complementação do assunto.
Atividades Discentes
Os alunos dividir-se-ão em grupos de acordo com as suas afinidades para estudar e
pesquisar através de livros e catálogos um certo tipo de material ou dispositivo.Com
base nessas tarefas cada grupo apresentará um trabalho sobre o assunto escolhido .
Procedimentos de Avaliação
Prova parcial A1 ( P1=A1)
Trabalho em grupo P2
Provas semestrais S1 e S2.
Prova substitutiva S3.
Prova S4
Critério de Aproveitamento
MF = (P1 x p1) + (P2 x p2) + (S1 + S2) x s ≥ 5,0
Categoria
Pesos
3
p1 = 0,10
p2 = 0,14
s = 0,38
Bibliografia Básica
SCHMIDT,WALFREDO.Materiais Elétricos.Edgard Blücher.1999,Vol. 1 Condutores e
Semicondutores
SCHMIDT,WALFREDO.Materiais Elétricos.Edgard Blücher.1999., Vol. 2 Isolantes e
Magnéticos.
TIPLER,PAUL A. Física. LTC. 1999.v2. Eletricidade, Eletromagnetismo e Óptica.
VAN VLACK,L.H.Princípios e Ciências dos Materiais.Edgard Blücher,1970.
Bibliografia Complementar
OSTEMANN, FERNANDA – PUREUR, PAULO. Supercondutividade. Mc Graw
Hill.1989.
REZENDE, SERGIO M. A Física de Materiais e Dispositivos Eletrônicos.
UFPE. 1996.