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Fundamentos de Máquinas Elétricas I

Código:

VE11

Sigla:

FME

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
CNAEF	Eletricidade e energia

Ocorrência: 2022/2023 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica
Curso/CE Responsável:	Curso Técnico Superior Profissional em Veículos Elétricos

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
TSPVE	13	Plano de Estudos_2015_16	1	-	6	60	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A UC de Fundamentos de Máquinas Elétricas é uma disciplina base no domínio da conversão eletromecânica de energia. A aprendizagem dos métodos e conceitos físicos que lhe estão subjacentes, tem por objetivo desenvolver nos estudantes competências fundamentais que lhes permitam compreender os regimes de funcionamento da Máquina de Corrente Contínua (MCC) e dos Transformadores (TR).
Pretende-se ainda que os estudantes fiquem de posse de instrumentos (conhecimentos base e orientações bibliográficas) que possibilitem o eventual prosseguimento e aprofundamento de estudos. Na estruturação da UC, e para atingir os objetivos propostos, procura-se com exercícios de base laboratorial e a resolução de problemas consolidar e complementar os conhecimentos teóricos.

Resultados de aprendizagem e competências

O estudante, ao concluir o estudo desta disciplina, deverá ser capaz de:
1-Compreender/explicar a constituição da MCC e do TR e justificar com leis e regras os respetivos princípio de funcionamento;
2-Obter/estimar os parâmetros do MCC e TRem regime permanente;
3-Aplicar o modelo matemático de MCC e TR para prever pontos de funcionamento.
4-Analisar as potências em jogo e prever o rendimento de MCC e TR.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

É importante o estudante ter conhecimentos prévios de análise de circuitos elétricos em corrente contínua e em corrente alternada.

Programa

I. Introdução às Máquinas Elétricas. Enquadramento e objetivos.
1. Princípios e leis do Electromagnetismo aplicados às máquinas elétricas( Leis d’Ohm, Hopkinson, Kirchhoff. Força de Lorentz-Laplace. Lei de Ampère e lei de Faraday. Regras para determinação de sentidos.)
2. Importância da conversão electromecânica de energia.

II. MÁQUINA DE CORRENTE CONTÍNUA.
1. Princípio de funcionamento de uma máquina CC elementar.
2. Constituição e princípio de funcionamento do gerador de corrente contínua. Leis e regras fundamentais.
3. Tipos de ligações do circuito de excitação em máquinas de corrente continua e suas aplicações
4. Funcionamento gerador: Esquema equivalente. Ensaio em vazio e em carga do gerador de corrente
contínua. Representação e interpretação das características de magnetização e do funcionamento em
carga do gerador. Reação magnética do induzido e sua compensação.
Diagrama energético do gerador e rendimento.
5. Princípio de funcionamento do motor de corrente contínua. Velocidade e binário.
Características eletromecânicas e mecânicas de motores de corrente contínua.
Diagrama energético dos motores de corrente continua e rendimento.
6.Cálculo baseado na chapa de características.
7.Métodos de arranque de motores de corrente continua e de frenagem. Noções de regulação de velocidade de motores de corrente contínua.

III. TRANSFORMADORES
1.Constituição e princípio de funcionamento. Leis e regras fundamentais.
2.Tipos de transformadores e suas aplicações.
3.Transformador monofásico ideal e real. Relações entre correntes e tensões eficazes.
4.Ensaio do transformador monofásico em vazio, relação de transformação e representação dos fluxos de dispersão. Medição das resistências dos enrolamentos.
5 .Ensaio do transformador monofásico em curto-circuito e perdas por efeito de joule.
6. Rendimento. Cálculo baseado na chapa de características.
7. Transformador trifásico, sua constituição e grandezas nominais.

Bibliografia Obrigatória

M. Gaspar Guerreiro; Máquinas de CC - Folhas teóricas de apoio às aulas teóricas-práticas, ESTSetúbal, 2003
José Rodrigues e José Matias; Máquinas Elétricas: Transformadores, Didáctica Editora, 2003. ISBN: 972-650-183-0

Bibliografia Complementar

José Vagos Carreira Matias; Máquinas Eléctricas – Corrente Contínua, Didáctica Editora, 2000
M.Gaspar Guerreiro; Introdução aos Transformadores , ESTSetubal, 2002

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teorico-práticas, onde se utiliza uma metodologia de ensino em que se  aplicam técnicas pedagógicas de aprendizagem ativa, envolvendo  mais o aluno no processo da aquisição de conhecimento.Por um lado, permite que os alunos, no exercício das atividades de aprendizagem em ambiente de aula, interajam e interiorizem os conteúdos, desenvolvendo as atitudes adequadas e as competêncas alinhadas com os objetivos propostos. Por outro lado, a maior envolvência do aluno no processo de aprendizagem e de construção das suas competências contribui para o desenvolvimento do seu espírito critico e maior autonomia.

Aulas de laboratório, onde são realizados trabalhos práticos que permitem a experimentação e validação das matérias lecionadas nas aulas teóricas.

Software

Octave ou Matlab

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	65,00
Trabalho laboratorial	35,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	70,00
Frequência das aulas	60,00
Trabalho laboratorial	32,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

1- O regime de avaliação contínua
Os alunos que pretendam frequentar a UC em regime de avaliação contínua  tem a obrigatoriedade de efetuar todas as avaliações das duas componentes:
  - Componente Teorico-prática (Tp) é avaliada por testes. A nota da componente Tp é dada pela média dos testes.  
   
  - Componente Laboratorial (L) com realização obrigatória de trabalhos laboratoriais. A avaliação dos laboratórios é composta pelo desempenho em aula e dos relatórios e outros documentos apresentados dos diversos trabalhos laboratoriais. 


2- Regime de avaliação por exames com trabalhos laboratoriais obrigatórios
Os alunos que escolherem o regime de avaliação por exames, efetuarão uma prova escrita onde será avaliada toda a matéria correspondente à componente Tp. As provas de exame são feitas em épocas calendarizadas a nível de Escola.

A nota mínima da média dos Testes, da Componente Laboratorial e do Exame é de 9.5 (nove ponto cinco valores) .


3-Regime de avaliação na época de exames
O exame é constituído por duas partes, uma para a primeira parte , e outra para a segunda parte. Os alunos que não obtiveram aprovação no regime de avaliação contínua e  obrigados a efetuar exame para a sua aprovação, podem decidir não fazer uma das partes desse exame e, nessa parte, ser-lhe-á atribuída a classificação obtida no teste correspondente. As classificações obtidas nas partes realizadas em exame substituem as eventualmente obtidas em testes para o cálculo da média Tp.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota final (NF) no regime de avaliação contínua  é dada por:

NF = 65% Tp + 35% L  ;

A nota final (NF) no regime de avaliação por exames será a média ponderada da classificação  obtida na época de exame (NE) e a da obtida na componente Laboratorial (L) obrigatória ou equivalente, 

NF = 65% NE + 35% L ;

Os alunos que tenham obtido NF ≥9.5 valores ficarão aprovados com a classificação final (NF) determinada pelo arredondamento às unidades.

Melhoria de classificação

Uma vez aprovado em avaliação contínua, o estudante só poderá fazer melhoria de nota em época de recurso.

Observações

Os conteúdos e materiais pedagógicos de apoio ao estudo encontram-se na página de ME no moodle. Os alunos são inscritos pelo responsável da UC.


Até ao final da segunda semana de aulas, os alunos abrangidos por estatutos especiais (trabalhador estudante, dirigente associativo, atletas de alta competição, etc.) deverão colocar ao responsável da UC a sua situação específica e respetivas implicações nas avaliações.