DESIGNAÇÃO DA UFCD: Matemática e física - desenvolvimentos

CÓDIGO DA UFCD: 10481

CARGA HORÁRIA: 50 horas

PONTOS DE CRÉDITO: 4.5

Objetivos

Descrever os princípios básicos da matemática e física aplicados à aeronáutica.

Aplicar os princípios básicos na resolução de problemas aeronáuticos.

Reconhecer a importância da matemática e física na aeronáutica.

Conteúdos

Aritmética

Termos e símbolos aritméticos, métodos de multiplicação e divisão, frações e valores decimais, fatores e múltiplos, pesos, medidas e fatores de conversão, rácios e proporções, médias e percentagens, áreas e volumes, valores quadráticos e cúbicos, raízes quadradas e cúbicas

Álgebra

Avaliação de expressões algébricas simples, soma, subtração, multiplicação e divisão, utilização de parênteses, frações algébricas simples

Equações lineares e respetivas soluções; Índices e potências, índices negativos e fracionários; Sistema binário e outros sistemas de numeração aplicáveis; Equações simultâneas e equações de segundo grau com uma incógnita

Geometria

Representação gráfica, natureza e utilização de gráficos, gráficos de equações/funções

Teoria dos eletrões

Estrutura e distribuição de cargas elétricas nos átomos, moléculas, iões, compostos

Estrutura molecular de condutores, semicondutores e isoladores

Eletricidade estática e condutibilidade

Eletricidade estática e distribuição de cargas electroestáticas

Leis electroestáticas de atração e repulsão

Unidades de carga, Lei de Coulomb

Fontes de eletricidade – CC

Construção e ação química básica de baterias, acumuladores, baterias de chumbo-ácido, baterias de níquel-cádmio, outras baterias alcalinas

Baterias ligadas em série e em paralelo

Resistência interna e seus efeitos numa bateria

Construção, materiais e funcionamento de termopares

Resistência / resistências

Resistência e fatores de influência

Resistência específica

Código de cores relativo às resistências, valores e tolerâncias, valores preferidos, taxas de dissipação

Funcionamento e utilização de potenciómetros e reóstatos

Funcionamento de pontes de Wheatstone

Condutância com coeficiente de temperatura positiva e negativa

Resistências fixas, estabilidade, tolerância e limitações, métodos de construção

Resistências variáveis, resistências térmicas, varistências

Construção de potenciómetros e reóstatos

Construção de pontes de Wheatstone

Capacitância/condensadores

Funcionamento e função de um condensador

Fatores que afetam a área de capacitância de placas, distância entre placas, número de placas, dielétricos e constante dielétrica, tensão de funcionamento, tensão nominal

Tipos de condensador, construção e função

Código de cores de condensadores

Cálculos da capacitância e tensão em circuitos em série e paralelos

Carga exponencial e descarga de um condensador, constantes de tempo

Ensaios de condensadores

Magnetismo

Teoria do magnetismo

Propriedades de um íman

Ação de um íman suspenso no campo magnético da Terra

Magnetização e desmagnetização

Blindagem magnética

Diferentes tipos de material magnético

Construção e princípios de funcionamento de eletroímanes

Regras da mão direita ou esquerda para determinar o campo magnético em torno de um condutor de corrente

Força magneto motriz, intensidade de campo, densidade de fluxo magnético, permeabilidade, ciclo de histerese, retentividade, relutância de força coerciva, ponto de saturação, correntes Foucault

Precauções no tratamento e armazenamento de ímanes

Indutância / indutores

Lei de Faraday

Indução de uma tensão num condutor que se move num campo magnético

Princípios de indução

Efeitos dos seguintes fatores na magnitude de uma tensão induzida: intensidade do campo magnético, taxa de alteração de fluxo, número de curvaturas de um condutor

Indução mútua

Efeito da taxa de alteração da corrente primária e da indutância mútua na tensão induzida

Fatores que afetam a indutância mútua: número de curvaturas na bobina, dimensão física da bobina, permeabilidade da bobina, posição relativa das bobinas

Lei de Lenz e regras de determinação da polaridade

Força contraelectromotriz

Ponto de saturação

Utilizações principais de indutores

Teoria de motores / geradores CC:

Teoria de motores e geradores básicos

Construção e finalidade dos componentes num gerador CC

Funcionamento e fatores que afetam a saída e direção do fluxo de corrente em geradores CC

Funcionamento e fatores que afetam a potência de saída, o binário e o sentido de rotação de motores CC

Motores de excitação em série, de excitação shunt e de excitação composta

Construção de geradores de arranque

Teoria da CA

Configuração da onda sinusoidal: fase, período, frequência, ciclo

Valores de corrente instantâneos, médios, médios quadráticos, de pico, de pico a pico e cálculo destes valores em relação à tensão, corrente e potência

Ondas triangulares / quadradas

Princípios de monofase/trifase

Transformadores

Princípios de construção e funcionamento de um transformador

Perdas de um transformador e métodos para as evitar

Ação de um transformador em carga e sem carga

Transferência de potência, eficiência, marcas de polaridade

Cálculo de tensões e correntes de linha e de fase

Cálculo da potência num sistema trifásico

Corrente primária e secundária, tensão, relação de transformação, potência, eficiência

Autotransformadores

Filtros

Funcionamento, aplicação e utilização de filtros de passa-baixo, passa-alto, passa-banda e corta-banda

Geradores CA

Rotação de um circuito num campo magnético e forma de onda produzida

Funcionamento e construção de geradores CA com armação rotativa e campo rotativo

Alternadores monofásicos, bifásicos e trifásicos

Vantagens e utilizações de ligações trifásicas em estrela e em delta

Geradores de íman permanente

Motores CA

Construção, princípios de funcionamento e características de motores CA síncronos e de indução, monofásicos e polifásicos

Métodos de controlo de velocidade e sentido de rotação

Métodos de produção de um campo rotativo: motor de condensador, motor de indução, motor de polos sombreados ou motor de fase dividida