PROGRAMA Electricidade e Electrónica

Transcrição

CURSOS PROFISSIONAIS DE NÍVEL SECUNDÁRIO
Técnico de Instalações Eléctricas
PROGRAMA
Componente de Formação Técnica
Disciplina de
Electricidade e Electrónica
Escolas Proponentes / Autores
E. P. de Vouzela
Eng. António Esteves (Coordenador)
E. P. de Tecnologia e Electrónica (ESTEL)
Eng. António Archer Cabral
E.P. de Chaves
Eng. Jorge Paulo Santos
Eng. Rui Manuel Ribeiro
E.T.P. de Sicó
Eng. João Paulo Mendes
Eng. Vítor Duarte Mendes
Direcção-Geral de Formação Vocacional
2005
Programa de ELECTRICIDADE E ELECTRÓNICA
Cursos Profissionais
TÉCNICO DE INSTALAÇÕES ELÉCTRICAS
Parte I
Orgânica Geral
Índice:
Página
7.
Caracterização da Disciplina
2
8.
Visão Geral do Programa
2
9.
Competências a Desenvolver
2
10. Orientações Metodológicas / Avaliação
3
11. Elenco Modular
4
12. Bibliografia
5
1
1. Caracterização da Disciplina
A disciplina de Electricidade e Electrónica é leccionada nos dois primeiros anos de Formação do
Curso com uma carga horária de 423 h distribuída ao longo de cada ano, por blocos de 90 minutos.
Dado o seu carácter teórico-prático, parte das aulas são teóricas e parte tem carácter prático pelo
que serão leccionadas em laboratório.
Esta disciplina pretende habilitar o aluno com conhecimentos científicos de electricidade e
electrónica de forma a compreender fenómenos, conceitos, leis e metodologias de análise
relacionada com a área, baseado na lógica, rigor e espírito crítico. Fará a exploração criativa de
hipóteses pela experimentação laboratorial, não só demonstrando e confirmando a teoria, mas
sobretudo antecipando-a através do método indutivo.
Não se pretende abordagens aprofundadas dos fenómenos, nem tratamentos matemáticos
complexos. O seu desenvolvimento far-se-á de forma a preparar os Alunos para uma melhor
integração no mundo laboral.
2. Visão Geral do Programa
Pretende-se que o programa, permita ao Aluno adquirir um conjunto de conhecimentos básicos de
corrente eléctrica e electrónica de forma a compreender o funcionamento de circuitos eléctricos e
electrónicos fundamentais. Os conhecimentos adquiridos com esta disciplina serão feitos de uma
forma sequencial que servirão de suporte ao conjunto das disciplinas da formação técnica.
O programa desta disciplina, pretende desenvolver condições que proporcionem a aquisição e
desenvolvimento de conhecimentos e aptidões profissionais necessários ao desempenho de funções
exigidas a um técnico qualificado, incluindo responsabilidades de orientação e coordenação.
A inserção de quatro módulos da área de Sistemas Digitais facultará ao aluno um conjunto de
conhecimentos teóricos e práticos que lhe permitirão compreender o modo de funcionamento de
muitas das realizações que a tecnologia actual coloca à disposição.
3. Competências a Desenvolver
Medir e interpretar grandezas eléctricas.
Analisar circuitos eléctricos e electrónicos com base no conhecimento das leis fundamentais dos
fenómenos eléctricos e magnéticos.
Efectuar o ensaio e ajuste de circuitos e módulos electrónicos.
Projectar e ensaiar circuitos electrónicos de pequena complexidade.
Projectar e realizar circuitos digitais utilizando a lógica combinatória e sequencial.
Efectuar simulações de circuitos digitais utilizando software específico.
Desenvolver o sentido empreendedor e análise critica de informações, adquirindo assim um grau de
autonomia pessoal e socialmente dignificante.
Organizar e planear o trabalho de forma metódica em função dos meios, do tempo e dos objectivos
definidos.
Desenvolver capacidades de resolução de problemas, de comunicação e de flexibilização técnica e
manual.
Promover altitudes que potenciem hábitos de trabalho individual e em grupo, com sentido de
responsabilidade, tolerância e respeito pela diferença.
2
4. Orientações Metodológicas / Avaliação
Pelo facto de ser uma disciplina teórico-prática e ter uma estrutura modular, as estratégias a
desenvolver no processo ensino-aprendizagem deverão permitir aos alunos, individualmente ou em
grupo, adquirir gosto pela auto-formação e ao professor, conhecer os alunos, adaptando a sua acção
educativa às necessidades de cada um deles.
Recorrer-se-á, assim, a métodos de trabalho individualizado ou em grupo, facilitadores de ambientes
de aprendizagem que valorizem a iniciativa, a responsabilidade, a autonomia e o sentido crítico.
Pretende-se que na disciplina de Electricidade e Electrónica, a observação experimental esteja
sempre presente e que a teoria e a prática se desenvolvam iterativamente pelo que para isso se
recomenda a utilização de laboratório de electricidade/electrónica durante todo o período de
leccionação.
O processo de avaliação constituirá uma vertente importante para o sucesso na aprendizagem dos
alunos; assim é da máxima conveniência uma cuidada metodologia. Uma avaliação de diagnóstico
no início do primeiro ano, poderá favorecer o interesse dos alunos e permitirá detectar eventuais
insuficiências na sua formação e assim permitir uma melhor definição de estratégias na respectiva
planificação. Estes elementos permitem também um melhor conhecimento relativamente a atitudes,
conhecimentos e desempenho que os alunos vão demonstrando. Será vantajoso a realização de
trabalhos individuais e de grupo, fichas e testes formativos, que deverão ser corrigidos de forma a
contribuírem para uma hetero e auto-avalição. Isto permite ao aluno acompanhar a sua própria
formação.
Sendo três os momentos em que se verifica a avaliação sumativa interna, de natureza qualitativa e
quantitativa, interessará realizar no final das grandes unidades de ensino/aprendizagem, provas, que
de forma diferente, permitam avaliar a consolidação dos conhecimentos e competências adquiridas.
3
5. Elenco Modular
Número
Designação
Duração de
referência
(horas)
1
Corrente Contínua
30
2
Análise de Circuitos em Corrente Contínua
30
3
Magnetismo e Electromagnetismo
21
4
Corrente Alternada Monofásica
30
5
Semicondutores
30
6
Transístor Bipolar
27
7
Corrente Alternada Trifásica
18
8
Sistemas Trifásicos
18
9
Transformadores
36
10
Sistemas de Numeração
18
11
Circuitos Lógicos
21
12
Circuitos Combinatórios
30
13
Circuitos Sequenciais
30
14
Electrónica de Potência
30
15
Máquinas Eléctricas C.A.
27
16
Máquinas Eléctricas C.C.
27
4
6. Bibliografia
BOSSI, António; EZIO, Sesta, Instalações Eléctricas. Hemus Editora. (s.d.).
MATIAS, José V. Carreira, Máquinas Eléctricas. Corrente Alternada. Didáctica Editora. (s.d.).
MATIAS, José V. Carreira, Máquinas Eléctricas. Corrente Contínua. Didáctica Editora. (s.d.).
MATIAS, José, Electrotecnia. Didáctica Editora, Vol. 1,2 E 3. (s.d.).
MATIAS, José, Sistemas Analógicos e Digitais, Curso Tecnológico de Electrotecnia e Electrónica, 10.º
Ano. Didáctica Editora, Vol. 1. (s.d.).
MATIAS, José, Práticas Laboratoriais de Electrotecnia e Electrónica, 10.º Ano. Curso Tecnológico de
Electrotecnia e Electrónica. Didáctica Editora. (s.d.).
MALVINO, Electrónica no Laboratório. McGrawHill. (s.d.).
MALVINO, Princípios de Electrónica. McGrawHill, Vol. 1. (s.d.).
MILTON, Gussow, Electricidade Básica. McGrawHill. (s.d.).
PADILHA, António e outros, Electrónica Digital. McGrawHill. (s.d.).
PADILHA, António, Sistemas Digitais. McGrawHill. (s.d.).
PEREIRA, A. Silva; ÁGUA, Mário; BALDAIA, Rogério, Sistemas Analógicos e Digitais. Curso
Tecnológico de Electrotecnia e Electrónica, 11º Ano. Porto Editora. (s.d.).
PEREIRA, A. Silva; ÁGUA, Mário; BALDAIA, Rogério, Sistemas Digitais. Curso Tecnológico de
Electrotecnia e Electrónica, 11º Ano. Porto Editora. (s.d.).
PEREIRA, A. Silva e outros. Electricidade, Curso Tecnológico, 10.º Ano. Porto Editora. (s.d.).
PEREIRA, A. Silva e outros. Práticas Laboratoriais de Electrotecnia e Electrónica, 10.º Ano. Curso
Tecnológico de Electricidade e Electrónica. Porto Editora. (s.d.).
PEREIRA, A. Silva e outros, Sistemas Analógicos e Digitais. Curso Tecnológico de Electrotecnia e
Electrónica, 10.º Ano. Porto Editora. (s.d.).
PINTO, António; ALVES, Vítor, Tecnologias, 11.º Ano. Porto Editora. (s.d.).
PINTO, António; CALDEIRA, José, Tecnologias, 12.º Ano. Curso Tecnológico de Electrotecnia e
Electrónica. Porto Editora. (s.d.).
RODRIGUES, José; MATIAS, José, Máquinas Eléctricas. Transformadores. Didáctica Editora. (s.d.).
VARANDA, Joaquim, Tecnologias da Electricidade, 11.º Ano, Vol. 2. Didáctica Editora. (s.d.).
5
Parte II
Módulos
Índice:
Página
Módulo 1 Corrente Contínua
7
Módulo 2 Análise de Circuitos em Corrente Contínua
9
Módulo 3 Magnetismo e Electromagnetismo
11
Módulo 4 Corrente Alternada Monofásica
12
Módulo 5 Semicondutores
13
Módulo 6 Transístor Bipolar
15
Módulo 7 Corrente Alternada Trifásica
17
Módulo 8 Sistemas Trifásicos
19
Módulo 9 Transformadores
21
Módulo 10 Sistemas de Numeração
23
Módulo 11 Circuitos Lógicos
25
Módulo 12 Circuitos Combinatórios
26
Módulo 13 Circuitos Sequenciais
27
Módulo 14 Electrónica de Potência
29
Módulo 15 Máquinas Eléctricas de C.A.
30
Módulo 16 Máquinas Eléctricas de C.C.
32
6
MÓDULO 1
Corrente Contínua
Duração de Referência: 30 horas
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, por isso deverá decorrer em parte em ambiente laboratorial
de forma a permitir aos alunos verificarem e confirmarem experimentalmente os fenómenos eléctricos
analisados no estudo teórico da corrente contínua.
2. Objectivos de Aprendizagem
Identificar as principais grandezas de um circuito eléctrico e respectiva simbologia.
Enunciar e aplicar a lei de OHM.
Identificar os vários métodos de medida usados em electrotecnia.
Utilizar correctamente os aparelhos de medida.
Calcular erros de medida.
Enunciar e aplicar a lei de Joule.
Identificar as grandezas energia e potência eléctrica e respectivas unidades SI e práticas.
Relacionar as grandezas características de um gerador em vazio e em carga.
3. Âmbito dos Conteúdos
As grandezas mais importantes do circuito eléctrico.
A lei de OHM.
A lei de JOULE.
Os aparelhos e técnicas de medida.
Associação de resistências.
Energia e potência eléctrica. Rendimento.
Geradores e Receptores.
7
Módulo 1: Corrente Contínua
4. Bibliografia / Outros Recursos
MATIAS, José, Electrotecnia. Didáctica Editora, Vol. 1. (s.d.).
MATIAS, José, Práticas Laboratoriais de Electrotecnia e Electrónica, 10.º Ano, Curso Tecnológico de
PEREIRA, A. Silva e outros. Práticas Laboratoriais de Electrotecnia e Electrónica, 10.º Ano, Curso
8
MÓDULO 2
Análise de Circuitos em Corrente Contínua
1. Apresentação
para que o aluno possa analisar e comprovar o funcionamento do circuito eléctrico alimentado por
corrente contínua, constituído por componentes passivos.
Distinguir ligações em série de ligações em paralelo.
Analisar um circuito recorrendo à lei de Ohm generalizada, fazendo os cálculos necessários para
determinar as grandezas eléctricas essenciais.
Determinar tensões e correntes num circuito recorrendo às leis de Kirchoff.
Montar pequenos circuitos usando placas de ensaio ou Kits didácticos adequados.
Dimensionar pequenos
componentes a usar.
circuitos,
atendendo
às
principais
características
tecnológicas
dos
Analisar as medidas efectuadas num circuito, no sentido de detectar algum tipo de anomalia.
Fazer uma estimativa dos valores a medir usando os conhecimentos teóricos adquiridos.
Enunciar e aplicar os teoremas de THEVENIN e de sobreposição.
Identificar a constituição de um condensador.
Caracterizar as associações de condensadores.
Lei de Ohm generalizada.
Leis de Kirchoff para análise de circuitos com resistência.
Métodos de simplificação de circuitos.
Divisor de tensão e divisor de corrente.
Teorema de Thevnin e teorema da sobreposição.
O condensador em C.C.
9
Módulo 2: Análise de Circuitos em Corrente Contínua
10
MÓDULO 3
Magnetismo e Electromagnetismo
1. Apresentação
para que os alunos conheçam e comprovem os principais efeitos magnéticos da corrente eléctrica,
suas grandezas e principais aplicações.
Definir Campo magnético e espectro magnético.
Identificar e explicar o espectro magnético de um íman permanente.
Descrever os campos magnéticos criados pelas correntes eléctricas.
Descrever as interacções entre campos magnéticos e correntes eléctricas.
Explicar o fenómeno da histerese magnética.
Compreender os circuitos magnéticos e o seu funcionamento.
Descrever a indução electromagnética e os fenómenos associados.
Identificar aplicações do electromagnetismo.
O campo magnético.
Campos magnéticos produzidos pela corrente eléctrica.
Forças electromagnéticas.
Magnetização dos materiais ferrosos.
Circuito magnético.
Indução electromagnética.
11
MÓDULO 4
Corrente Alternada Monofásica
1. Apresentação
de forma a permitir aos alunos verificarem e comprovarem os principais efeitos da corrente alternada
em cargas resistivas, indutivas e capacitivas.
Definir os conceitos de corrente alternada, período, frequência e fase.
Identificar os diferentes tipos de formas de onda.
Analisar circuitos com diagramas vectoriais para cargas resistivas capacitivas e indutivas.
Analisar circuitos RLC série e paralelo, atendendo ao factor de potência, energias activa e reactiva.
Determinar as potências num circuito.
Calcular capacidades para compensação do factor de potência.
Conhecer as principais grandezas do sistema trifásico de tensões.
Corrente alternada sinusoidal.
Período, frequência e fase.
Comportamento do condensador e da bobina em corrente alternada.
Lei de Ohm para corrente alternada.
Diagramas vectoriais.
Circuito RLC série e paralelo; Impedância em circuitos RLC série e paralelo.
Potência em AC.
Compensação do factor de potência.
Cálculo do somatório das potências em corrente alternada.
Introdução à C A trifásica.
Tensões simples e compostas.
12
MÓDULO 5
Semicondutores
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, por isso deverá decorrer em parte em instalações
laboratoriais de modo a que o aluno seja capaz de verificar e comprovar as características, o
funcionamento e aplicações dos diversos tipos de semicondutores.
Descrever as características dos semicondutores.
Distinguir semicondutores tipo P e tipo N.
Explicar as características da junção “PN”.
Efectuar cálculos para a polarização de díodos.
Realizar montagens com díodos e proceder à análise dos circuitos.
Descrever as aplicações dos semicondutores atendendo às suas principais características.
Explicar os tipos de circuitos usados na rectificação e as suas características.
Dimensionar uma fonte de alimentação de corrente contínua simples.
Conhecer os díodos Zéner quanto à sua constituição, características e aplicações.
Conhecer os díodos para aplicações especiais quanto ás suas características e aplicações.
Materiais semicondutores.
Condução no silício e germânico.
Semicondutores do tipo P e do tipo N.
Díodos semicondutores.
Junção PN.
Polarização directa e inversa.
Circuito equivalente de um díodo.
Rectificação de meia onda e onda completa.
Filtragem.
Dimensionamento de uma fonte de alimentação C.C. com filtragem por condensador.
Circuitos multiplicadores e limitadores de tensão.
Díodos de Zéner.
Díodos para aplicações especiais.
13
Módulo 5: Semicondutores
VARANDA, Joaquim, Tecnologias da Electricidade, 11.º Ano, Vol. 2. Didáctica Editora, (s.d.).
14
MÓDULO 6
Transístor Bipolar
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático por isso deverá decorrer em parte em instalações
laboratoriais proporcionando aos alunos a verificação e confirmação dos conceitos teóricos estudados
relativos às características, principio de funcionamento e montagens básicas dos transístores
bipolares.
Conhecer a constituição, tipos e simbologia do transístor bipolar.
Polarizar o transístor e compreender o seu funcionamento.
Relacionar as correntes e tensões no transístor.
Reconhecer o transístor como amplificador de corrente.
Identificar os parâmetros (α e β).
Conhecer as montagens fundamentais: EC, BC, CC.
Analisar as curvas características do transístor em EC.
Traçar a recta de carga estática.
Identificar zonas de funcionamento do transístor.
Compreender o funcionamento do transístor como comutador.
Verificar o funcionamento do transístor como amplificador.
Conhecer os vários tipos de circuitos de polarização, vantagens e desvantagens de cada um.
Conhecer o funcionamento do transístor em regime dinâmico.
Conhecer um esquema equivalente para sinais, simplificado e respectivas equações com parâmetros
híbridos.
Analisar o amplificador para sinais em EC, BC e CC.
Comparar as características das três montagens.
15
Módulo 6: Transístor Bipolar
Transístor Bipolar:
Constituição e funcionamento.
Funcionamento estático:
Montagens EC, BC, CC.
Análise da montagem EC.
Curvas características.
Zonas de funcionamento.
Recta de carga.
Funcionamento como comutador e amplificador:
Polarização:
Fixa
Com resistência de emissor.
Por divisor de tensão.
Funcionamento dinâmico:
Esquema equivalente para sinais.
Montagens: EC, BC, CC.
PINTO, António; Alves, Vítor, Tecnologias, 11.º Ano. Porto Editora. (s.d.)
VARANDA, Joaquim, Tecnologias da Electricidade, 11.º Ano, Vol. 2. Didáctica Editora. (s.d.).
16
MÓDULO 7
Corrente Alternada Trifásica
1. Apresentação
Módulo com carácter teórico-prático pelo que uma parte deverá decorrer em instalações laboratoriais
proporcionando aos alunos a verificação e confirmação dos conceitos teóricos estudados relativos às
características da corrente trifásica, nomeadamente ligação de cargas.
Caracterizar uma instalação em corrente alternada trifásica.
Compreender a necessidade de utilização das instalações em corrente trifásica.
Relacionar a corrente trifásica com os sistemas e modo de produção.
Identificar receptores trifásicos e os diferentes tipos de ligação.
Calcular correntes e tensões em sistemas trifásicos.
Utilizar diversos tipos de receptores trifásicos, consoante o respectivo esquema de ligação.
Reconhecer as vantagens da utilização da corrente trifásica.
Produção de tensões alternadas trifásicas.
Representação matemática/vectorial de sistemas trifásicos.
Alimentação de cargas por sistemas trifásicos de tensões:
Sistemas em estrela.
Sistemas em triângulo.
Tensões simples e compostas.
Ligação de receptores trifásicos:
Ligações em estrela:
Estrela equilibrada.
Estrela desequilibrada (com e sem neutro).
Conclusões sobre sistemas de ligações em estrela.
Ligações em triângulo:
Triângulo equilibrado.
Triângulo desequilibrado.
Conclusões sobre sistemas de ligações em triângulo.
Vantagens no uso de sistemas trifásicos.
17
Módulo 7: Corrente Alternada Trifásica
18
MÓDULO 8
Sistemas Trifásicos
1. Apresentação
Este módulo pressupõe a aquisição dos conteúdos do módulo anterior (Corrente Alternada Trifásica).
Tem carácter teórico-prático pelo que uma parte deverá decorrer em instalações laboratoriais
proporcionando aos alunos a verificação e confirmação dos conceitos teóricos estudados relativos aos
sistemas trifásicos, nomeadamente a potência trifásica e a compensação do factor de potência das
instalações.
Distinguir os diferentes tipos de ligação das cargas trifásicas.
Reconhecer as situações de indispensabilidade do neutro.
Estabelecer os diagramas vectoriais de correntes e tensões das fases e do neutro.
Efectuar cálculo de potências em sistemas trifásicos.
Aplicar os vários métodos de medida de potência trifásica.
Identificar/compensar o factor de potência das instalações.
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Módulo 8: Sistemas Trifásicos
Potência em sistemas trifásicos:
Potência por carga de sistemas em estrela.
Cálculo vectorial da corrente no neutro de sistemas em estrela:
Sistemas equilibrados.
Sistemas desequilibrados.
Potência por carga de sistemas em triângulo.
Cálculo vectorial das correntes de linha e de fase nos sistemas em triângulo:
Sistemas equilibrados.
Sistemas desequilibrados.
Potência trifásica:
Expressões gerais para as potências activa reactiva e aparente.
Expressões particulares para potência trifásica em sistemas equilibrados:
Estrela
Triângulo.
Medida de potências trifásicas:
Método de um wattímetro.
Método do wattímetro trifásico.
Método dos três wattímetros.
Método de Aron.
Cálculo de correntes pelo método de Boucherot.
Factor de potência das instalações trifásicas:
Análise do problema.
Compensação do factor de potência.
20
MÓDULO 9
Transformadores
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, decorrendo em sala de aula normal e sempre que
necessário em laboratório. Pretende-se dar a conhecer aos alunos as características de vários tipos
de transformadores bem como dotá-los de conhecimentos para dimensionamento correcto de
transformadores em função dos objectivos pretendidos.
Aborda-se também a protecção dos transformadores.
Em laboratório, serão feitos pelos alunos a construção de transformadores tendo em conta o
respectivo dimensionamento.
Caracterizar transformadores.
Identificar as partes constituintes dos transformadores.
Identificar através de esquemas o tipo de transformador.
Ligar e proteger correctamente transformadores.
Dimensionar transformadores.
Construir transformadores.
21
Módulo 9: Transformadores
Transformador monofásico:
Bobina de núcleo magnético.
Transformador ideal.
Transformador real.
Esquema equivalente do transformador.
Transformador adaptador de impedâncias.
Esquema simplificado pela aproximação de Kapp.
Ensaio do transformador em curto-circuito.
Corrente de curto-circuito em regime normal.
Queda de tensão.
Rendimento
Paralelo de transformadores monofásicos.
Transformador trifásico:
Constituição
Ligação dos enrolamentos.
Índice horário.
Grandezas nominais.
Relação de transformação trifásica.
Paralelo de transformadores trifásicos.
Refrigeração de transformadores.
Transformadores especiais:
Auto transformador.
Transformadores de medida.
Transformadores de tensão.
Transformadores de intensidade.
Transformadores de número de fases.
Protecção de transformadores:
Protecção diferencial.
Protecção de máxima corrente.
Protecção de massa.
Protecção térmica.
Dimensionamento e construção de transformadores.
MILTON, Gussow, Electricidade Básica. McGrawHill. (s.d.).
RODRIGUES, José; MATIAS, José, Máquinas Eléctricas. Transformadores. Didáctica Editora. (s.d.).
22
MÓDULO 10
Sistemas de Numeração
1.
Apresentação
Este módulo tem carácter mais teórico devendo ser completado com a realização de exercícios de
modo a que o aluno consolide conhecimentos na área dos sistemas de numeração, da aritmética
binárias e dos códigos binários.
Caracterizar as diferentes bases de numeração.
Representar números nas bases decimal, binária e hexadecimal.
Efectuar a conversão entre decimal e as outras bases e vice-versa, de números inteiros e
fraccionários.
Efectuar operações aritméticas em binário.
Calcular o complemento a dois e a um de um número binário.
Representar números binários com bit de sinal.
Efectuar conversões entre o código BCD e o sistema decimal.
Conhecer a utilização do código ASCII.
Compreender o sistema de detecção de erros por bit de paridade.
Sistemas de Numeração:
Sistema decimal.
Sistema binário.
Sistema hexadecimal.
Conversão entre sistemas.
Aritmética Binária:
Adição e subtracção binárias.
Complemento a dois e a um.
Representação de um número binário com bit de sinal.
Códigos binários:
BCD
Paridade
Gray
ASCII
Detecção de erros através do bit de paridade.
23
Módulo 10: Sistemas de Numeração
24
MÓDULO 11
Circuitos Lógicos
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, devendo decorrer em ambiente laboratorial de modo a que o
aluno possa verificar e comprovar a tabela da verdade das portas lógicas e de circuitos lógicos
elementares.
Álgebra de Boole e funções lógicas:
Compreender a noção de estado lógico, variável lógica e nível lógico.
Representar as funções lógicas através de tabelas de verdade.
Desenhar o logigrama a partir da expressão lógica e vice-versa.
Conhecer os postulados e teoremas da Álgebra de Boole.
Simplificar funções lógicas através dos teoremas e postulados da Álgebra de Boole e pelo método
de Karnaugh.
Desenhar circuitos de lógica combinatória a partir da tabela de verdade ou da expressão de saída.
Portas Lógicas:
Identificar os símbolos das portas lógicas.
Conhecer o funcionamento das portas lógicas básicas.
Reconhecer a universalidade das portas NAND e NOR.
Utilizar portas NAND e NOR para implementar qualquer função lógica.
Famílias Lógicas:
Conhecer as características das famílias lógicas mais usadas nos circuitos digitais (TTL e CMOS).
Álgebra de Boole.
Funções Lógicas.
Portas Lógicas.
Famílias Lógicas.
25
MÓDULO 12
Circuitos Combinatórios
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, devendo decorrer essencialmente em ambiente laboratorial
de modo a permitir aos alunos ensaiar e comprovar as características e funcionamento dos circuitos
combinatórios estudados na teoria.
Em relação aos circuitos codificadores/descodificadores, multiplexers/desmultiplexers, comparadores
e somadores/subtractores os alunos devem:
Conhecer o seu funcionamento e aplicações.
Obter a tabela de verdade.
Implementar os respectivos circuitos com portas elementares ou CI.
Codificadores e descodificadores.
Multiplexers e desmultiplexers.
Circuitos comparadores.
Somadores e subtractores.
26
MÓDULO 13
Circuitos Sequencias
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, devendo decorrer essencialmente em ambiente laboratorial
de modo a permitir aos alunos ensaiar e comprovar as características e funcionamento dos circuitos
sequenciais estudados na teoria.
Flip-Flop`s (Biestáveis):
Distinguir circuito sequencial de circuito combinatório.
Compreender o funcionamento do FF com portas lógicas NAND e/ou NOR.
Representar o FF pela sua tabela da verdade e diagrama temporal.
Reconhecer biestáveis síncronos e assíncronos.
Identificar os biestáveis pelos seus símbolos.
Descrever o funcionamento de circuitos sequenciais através de diagramas de estado.
Contadores e divisores de frequência:
Conhecer os vários tipos de contadores, as suas características e funcionamento.
Implementar um contador a partir da sua tabela da verdade.
Utilizar contadores como divisores de frequência.
Registos de deslocamento:
Compreender o princípio de funcionamento de um registo de deslocamento, as suas características
e aplicações.
Conhecer os diferentes modos de funcionamento de um registo de deslocamento quanto á
entrada/saída de dados.
Identificar os registos de deslocamento quanto ao modo de deslocamento (à direita e à esquerda).
Flip-Flop`s (Biestáveis).
Registos de deslocamento.
Contadores e divisores de frequência.
27
Módulo 13: Circuitos Sequencias
28
MÓDULO 14
Electrónica de Potência
1. Apresentação
Este módulo tem carácter teórico-prático, por isso deverá decorrer, em parte, em ambiente
laboratorial/oficinal de forma a permitir aos alunos verificar as características e funcionamento e
aplicações dos componentes de electrónica de potência.
Conhecer as características dos componentes de electrónica de potência.
Compreender o funcionamento de componentes de electrónica de potência.
Relacionar os componentes de um sistema de disparo.
Tecnologia da Electrónica de Potência:
Estudo dos semicondutores para controlo de potência.
Díodo Rectificador de potência.
Reguladores de potência.
Transístor como interruptor de potência.
Estudo do SCR – Tirístor:
Natureza construtiva do tirístor – junção PNPN
Princípio de funcionamento do tirístor. Zonas funcionais – curvas características de
funcionamento.
Características técnicas funcionais.
Diac, Triac.
Dispositivos de comando de gate – UJT.
Relé do estado sólido – Conceito e aplicações.
Conversão da corrente eléctrica:
C. Alternada em C. Contínua – Rectificação.
C. Contínua em C. Alternada – Ondulação.
Projecto de Electrónica de Potência:
Circuitos em electrónica de potência. Rectificação controlada.
Fonte de alimentação AC/DC – controlada.
Circuito para controlo de potência de uma carga AC – (motor, lâmpada).
PINTO, António; ALVES, Vítor, Tecnologias, 11.º Ano. Porto Editora. (s.d.).
PINTO, António; CALDEIRA, José, Tecnologias, 12.º Ano. Curso Tecnológico de Electrotecnia e
Electrónica. Porto Editora. (s.d.).
29
MÓDULO 15
Máquinas Eléctricas C.A.
1. Apresentação
Pretende-se com este módulo, dar uma panorâmica, entre outros, dos aspectos construtivos das
máquinas eléctricas rotativas em corrente alternada e sua aplicabilidade.
O módulo é teórico-prático, devendo ser utilizado, sempre que necessário, o laboratório com vista a
aplicar os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas.
Distinguir as características da máquina assíncrona.
Relacionar o funcionamento desta máquina com a corrente alternada sinusoidal.
Apreender o conceito de campo girante.
Identificar/aplicar os diversos tipos de arranque do motor trifásico.
Identificar a placa de terminais, reconhecendo as convenções.
Distinguir as características da máquina síncrona.
Relacionar o funcionamento da máquina síncrona com a corrente alternada sinusoidal.
Conhecer a expressão da força electromotriz.
Calcular potência e rendimento das máquinas rotativas.
Reconhecer a reversibilidade da máquina síncrona.
Relacionar o motor síncrono com a compensação do factor de potência.
30
Módulo 15: Máquinas Eléctricas C.A.
Máquina assíncrona:
Constituição do motor assíncrono.
Campo girante motor trifásico.
O escorregamento do motor assíncrono trifásico.
Rotor em curto-circuito e rotor bobinado.
Placa de bornes:
Ligações em estrela.
Ligações em triângulo.
Binário motor e potência mecânica.
Balanço energético do motor assíncrono.
Ensaio em vazio, em carga e em curto-circuito.
Binário resistente.
Arranque dos motores assíncronos trifásicos:
Principais sistemas de arranque:
Em função da potência.
Em função do tipo de motor.
Outros tipos de arranque.
Regulação de velocidade dos motores assíncronos trifásicos:
Motores de rotor em curto-circuito.
Conversor de frequência.
Motores de rotor bobinado.
Motor assíncrono monofásico:
Princípio de funcionamento.
Motor monofásico de fase auxiliar.
Motor de indução de espira em curto-circuito.
Motores especiais:
Motor bifásico.
Motor de relutância e motor de histerese.
Motor universal.
Motor de repulsão.
Motor passo a passo.
Máquina Síncrona:
Estudo do alternador.
Alternador monofásico.
Alternador polifásico.
Arranque do alternador.
Curvas características.
Diagrama de carga.
Potência e rendimento dos alternadores.
Estudo do motor síncrono.
4. / Bibliografia Outros Recursos
MATIAS, José V. Carreira, Máquinas Eléctricas, Corrente Alternada. Didáctica Editora. (s.d.).
31
MÓDULO 16
Máquinas Eléctricas C.C.
1. Apresentação
Pretende-se com este módulo, dar uma panorâmica, entre outros, dos aspectos construtivos das
máquinas eléctricas de corrente contínua e sua aplicabilidade.
O módulo é teórico-prático, devendo ser utilizado, sempre que necessário, o laboratório com vista a
aplicar os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas.
Conhecer a constituição da máquina de corrente contínua.
Estabelecer a expressão da força electromotriz.
Classificar as máquinas c.c., quanto ao tipo de excitação.
Reconhecer as características dos diferentes tipos de máquina c.c..
Identificar a simbologia, a partir da placa de terminais.
Calcular potências, rendimento e perdas.
Recapitulação das Leis do Electromagnetismo.
Estudo da máquina C.C., enquanto dínamo:
Constituição
Força electromotriz.
Classificação quanto aos tipos de excitação.
Simbologia e placa de terminais.
Potência rendimento e perdas.
Associação de dínamos.
Estudo da máquina C.C., enquanto motor:
A reversibilidade da máquina C.C..
Tensão aplicada e força contra-electromotriz.
Binário motor versus binário resistente.
Potência mecânica, rendimento e perdas.
Classificação e curvas características.
MATIAS, José V. Carreira, Máquinas Eléctricas, Corrente Contínua. Didáctica Editora. (s.d.).
32

PROGRAMA Electricidade e Electrónica

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