Disciplina Curricular

Laboratório de Eletromagnetismo e Termodinâmica LCET

Mestrado Integrado em Engenharia Física Tecnológica - MEFT 2017

Contextos

Grupo: MEFT 2017 > 1º Ciclo

Período:

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Aprofundar o conhecimento sobre um conjunto de sistemas Físicos relevantes em Termodinâmica e Eletromagnetismo através do seu estudo experimental. Adquirir uma compreensão detalhada das técnicas experimentais de medição usadas com ênfase nas suas características específicas e limitações decorrentes de erros sistemáticos. Desenvolver a capacidade de analisar criticamente os resultados experimentais obtidos através dos diferentes modelos usados, explorando em simultâneo os seus limites. Aprofundar a capacidade de elaborar relatórios sintéticos das atividades experimentais realizadas seguindo o formato de publicação científica curta. PRÉ-REQUISITOS: Para alcançar os objectivos de aprendizagem esperados, os estudantes devem ter conhecimentos prévios de física experimental básica.

Programa

Realização de actividade experimental nas áreas de Termodinâmica e Eletromagnetismo centrada num conjunto representativo dos temas de reconhecida relevância nestas duas áreas. Medição de diferentes grandezas físicas intervenientes nos diversos temas e avaliação dos modelos usados na sua interpretação. Desenvolvimento da capacidade de síntese na elaboração dos relatórios da actividade experimental com aproximação à estrutura utilizada em publicação científica. I. Introdução ao laboratório de Eletromagnetismo e Termodinâmica. Caracterização experimental de uma célula fotovoltaica. Medição da irradiância incidente, determinação da potência gerada, da carga óptima e do rendimento em diferentes condições de iluminação. II. Estudo experimental de sistemas Termodinâmicos. 2.1 Radiação do corpo negro, medição das irradiâncias relativas, espectral e total de um modelo de corpo negro usando um prisma dispersor com goniómetro e uma termopilha. Verificação da lei de Planck, da lei de Stefan e da lei de Wien. 2.2 Compressão adiabática e isotérmica de gases. Medições de volume, pressão e temperatura e determinação das variações de energia interna e entropia nos processos referidos. Determinação de Cp/Cv para o ar. 2.3 Estudo de um conversor termoeléctrico baseado numa célula de Peltier. Funcionamento como máquina térmica e bomba de calor. Determinação de rendimentos e eficiências para diferentes temperaturas das fontes quente e fria. Comparação com máquinas reversíveis. 2.4 Estudo de processos termodinâmicos cíclicos. Análise do funcionamento de um motor de ar quente que realiza o ciclo de Stirling; funcionamento como máquina térmica e bomba de calor. Determinação de rendimentos e eficiências para diferentes temperaturas das fontes quente e fria. Comparação com máquinas reversíveis. 2.5 Estudo de uma célula de combustível que utiliza etanol. Determinação da carga óptima e do rendimento. Funcionamento a diferentes temperaturas. III. Estudo experimental de sistemas Eletromagnéticos. 3.1 Carga e descarga do condensador num circuito RC. Determinação da constante dielétrica complexa num dielétrico com perdas e da sua variação em frequência. 3.2 Medição da indução magnética gerada por bobinas e eletromagnetes usando uma sonda de efeito de Hall. Comparação com as respectivas previsões teóricas. Determinação da relação B(H) num material ferromagnético. 3.3 Verificação da lei de indução de Faraday. Medição da força eletromotriz num circuito móvel na presença de um campo B estático. Funcionamento do transformador. 3.4 Verificação das equações de Fresnel; determinação da refletância e da transmitância de luz monocromática linearmente polarizada na superfície plana de separação entre dois meios transparentes L.H.I. Medição de potências incidente, reflectida e transmitida de um feixe laser linearmente polarizado num semi-cilindro de material transparente para as polarizações paralela e perpendicular ao plano de incidência. 3.5 Determinação da característica eléctrica de uma junção PN e sua variação com a temperatura. Medição da tensão aplicada e da corrente que atravessa um díodo de silício numa gama larga de valores e para diferentes temperaturas da junção PN. Avaliação de dois modelos distintos para o funcionamento da junção PN de silício.

Metodologia de avaliação

Avaliação contínua que tem em conta o desempenho dos alunos no laboratório, os relatórios dos trabalhos e um teste final individual. A avaliação é composta por três componentes: -Componente principal, composta pelas classificações obtidas nos relatórios dos trabalhos práticos com peso de 65%. Segunda componente, composta pela classificação obtida na prova escrita a ser realizada no final do semestre com um peso de 25%. Terceira componente, composta pela avaliação contínua do desempenho do aluno no decorrer das aulas com um peso de 10%.

Disciplinas Execução

2018/2019 - 2ºSemestre

2017/2018 - 2ºSemestre