Apresentação e Revisões (16 Setembro)

Aula 1

• Apresentação e funcionamento da cadeira.
• Resumo geral dos conceitos chave de eletromagnetismo a desenvolver durante o semestre.
• Revisão de conceitos de Física, Álgebra e Cálculo.
  • Massa, velocidade, aceleração, força, momentos.
  • Leis de Netwton.
  • Campo gravítico.
  • Vectores e operações vectoriais.
  • Trabalho e Energias.
  • Integrais de caminho e forças conservativas.
• Introdução ao Mathematica.

Eletrostática no vácuo: Introdução (18 Setembro)

Aula 2

• Forças elétricas entre cargas, Lei de Coulomb.
• Princípio da sobreposição.
• Conceito de campo elétrico E.
• Campo eléctrico criado por distribuições de cargas estacionárias.
• Exemplos e aplicações.

Campo elétrico para distribuições de cargas. (23 Setembro)

Aula 3

• Lei de Coulomb para distribuições uniformes de carga:
  
  • Campo de uma Barra rectilínea.
  • Campo de um Anel circular.
  • Campo de um Disco no seu eixo.
  • Campo de um Plano.
  • Campo de uma Esfera.

Lei de Gauss em eletrostática. (25 Setembro)

Aula 4

• Campos vectoriais e linhas de campo.
• Fluxo elétrico através de uma superfície.
• Lei de Gauss eletrostatica.
• Aplicações a distribuições simétricas de cargas.
• Consequências para o campo estático em condutores.
  • Efeito de blindagem.
  • Campo à superfície de condutores em equilíbrio.
  • Pressão electrostática.

O Potencial eletrostático. (30 Setembro)

Aula 5

• Potencial eletrostático.
  • Potencial a partir do campo.
  • Campo a partir do potencial.
• Aplicações.
  • Dipolo Elétrico.
  • Plano Infinito uniformemente carregado.
  • Esfera uniformemente carregada.
• Equipotenciais e linhas de campo. Ortogonalidade.

Campo elétrico de condutores em equilíbrio. (2 Outubro)

Aula 6

• Potencial elétrico de condutores em equilíbrio.
• Diferença de potencial e energia potencial.
• Campo e potencial num condensador plano.
• Capacidade e energia acumulada num condensador.
• Capacidade equivalente de condensadores em série e em paralelo.

Campo elétrico na matéria. (7 Outubro)

Aula 7

• Dielétricos e polarização.
• Campo eléctrico de dipolos e momento dipolar.
• Vectores de Polarização P e Deslocamento elétrico D.
• Cargas de polarização e cargas livres.
• Lei de Gauss elétrica generalizada.
• Condições fonteira para os campos elétricos à superfice de dielétricos.
• Condensadores com dielétricos.
• Energia armazenada.
• Densidade de energia do campo electrostático.
• Forças e pressões sobre dielétricos.

Corrente elétrica estacionária. (9 Outubro)

Aula 8

• Cargas móveis em condutores. Velocidade de deriva.
• Densidade de corrente elétrica J e o seu fluxo I. Corrente.
• Condutibilidade e resistividade.
• Resistência. Exemplos.
• Lei de Ohm.
• Associação de resistências em série e paralelo.
• Equações de conservação da carga elétrica.
• Leis de Kirchoff e circuitos elétricos.
• Lei de Joule.

Aplicações do campo elétrico e correntes estacionárias. (14 Outubro)

Aula 9

• Exemplos e aplicações.
• Eletricidade Atmosférica.
• Filtros e depósitos eletrostáticos.
• Campo de rotura, descargas e coroas.
• Corrente elétrica em vácuo, gases e líquidos.
• Pilhas e baterias.

Magnetostática: Campo magnético no vácuo. (16 Outubro)

Aula 10

• Forças entre cargas elétricas em movimento.
• Forças entre dois elementos de corrente.
• Campo magnético B.
• Lei de Biot-Savart.
• Exemplos de cálculo de campos magnéticos.

Lei de Ampére no vácuo. (21 Outubro)

Aula 11

• Fluxo Magnético através de uma superfície.
• Lei de Ampére para correntes estacionárias no vácuo.
• Aplicações ao cálculo de B em situações de simetria:
  
  • Campo de uma corrente filiforme rectilínea.
  • Campo de um cabo coaxial.
  • Campo de um solenóide rectlíneo.
  • Campo de uma bobina toroidal.
  • Campo de uma corrente plana.
• Força de Lorentz e de Laplace.
• Forças sobre circuitos e correntes.

Campo magnético na matéria: Lei de Ampére generalizada. (23 Outubro)

Aula 12

• Dipolos magnéticos e momento magnético.
• Momento de Força e Energia de um dipolo magnético num campo exterior.
• Vector de magnetização M e intensidade de campo magnético H na matéria.
• Diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.
• Lei de Ampére generalizada. Densidades de corrente de magnetização.

Campo magnético na matéria: Aplicações (28 Outubro)

Aula 13

• Condições fronteira para os campos magnéticos na transição entre meios materiais.
• Correntes de Foucault (eddy currents)
• Aplicações:
  • Travões elctromagnéticos
  • Levitação Magnética e teorema de Earnshaw.

Revisões e Aplicações (30 Outubro)

Aula 14

• Electrostática

Revisões e Aplicações (4 Novembro)

Aula 15

• Magnetostática

Campos magnéticos e correntes variáveis: Lei de Faraday (6 Novembro)

Aula 16

• Fluxo magnético em circuitos com correntes.
• Coeficientes de indução.
• Força electromotriz de indução magnética.
• Lei de Faraday-Lenz.
• Exemplos de aplicação:
  • Campo magnético variável e correntes induzidas.
  • Circuitos em movimento relativo e forças induzidas.

Energia do campo magnético. (11 Novembro)

Aula 17

• Energia magnética de um sistema de correntes.
• Energia magnética armazenada numa bobine.
• Densidade de energia do campo magnético.
• Forças e pressões no campo magnético.

Circuitos elétricos com correntes variáveis. (13 Novembro)

Aula 18

• Circuitos elétricos RLC.
• Leis de Kirchoff magnéticas.
• Aplicações.
• Impedâncias e filtros.

As equações de Maxwell. (18 Novembro)

Aula 19

• A Lei de Ampére e a corrente de Deslocamento $J_D$
• Forma integral das equações de Maxwell.
• Forma diferencial das Equações de Maxwell.
• Teorema de Poynting, vector de Poynting.
• Aplicações.

Ondas Eletromagnéticas (20 Novembro)

Aula 20

• O campo electromagnético no vácuo.
• Equação de Ondas.
• Solução geral.
• Aplicações e exemplos.

Onda eletromagnéticas planas. (25 Novembro)

Aula 21

• Solução de onda plana,
• Comprimento de onda, velocidade de fase, frequência, vector número de ondas.
• Direcção de propagação.
• Densidade de energia propagada.
• Vetor de Poynting S.
• Intensidade de uma onda eletromagnética plana.

Propagação de ondas eletromagnéticas na matéria. (27 Novembro)

Aula 22

• Indice de refração.
• Condições fronteira para uma onda monocromática.
• Leis de Snell.
• Aplicações.

Polarização de ondas eletromagnéticas. (4 Dezembro)

Aula 23

• Polarização linear, circular e elíptica.
• Reflexão e refração de ondas polarizadas.
• Ângulos críticos, reflexão total e ângulo de Brewster.
• Equações de Fresnel.

Aplicações de ondas eletromagnéticas. (6 Dezembro)

Aula 24

• Antenas.
• Ótica Geométrica.
• Microscópios
• Telescópios.

Revisões e Aplicações (9 Dezembro)

Aula 25

• Lei de Faraday
• Indução magnética.
• Circuitos de corrente variável.
• Energia no campo magnético.
• Forças e pressões magnéticas.

Revisões e Aplicações (11 Dezembro)

Aula 26

• Campo Magnético na Matéria.
• Circuitos magnéticos.
• Ferromagnetes e transformadores.

Ótica ondulatória (16 Dezembro)

Aula 27

• Difração e Interferências.
• Princípio de Huygens.
• Efeito Doppler.
• Aplicações.

Revisões e Aplicações (18 Dezembro)

Aula 28

• Equações de Maxwell.
• Ondas planas.
• Reflexão e refração.
• Intensidade e energia transmitida e reflectida.
• Equações de Fresnel.
• Ótica.

1º Trabalho Laboratório (14 a 18 Outubro)

Aula 1

Medição de Tensões e Correntes Eléctricas.
Leis de Ohm e de Kirchhoff.

2º Tabalho Laboratório (11 a 15 Novembro)

Aula 2

Campo Magnético produzido por corrente.

Indução e Lei de Faraday.

3º Trabalho Laboratório (2 a 6 Dezembro)

Aula 3

Circuitos RLC.