Apostila MARINHA CP-CEM 2024 Engenharia Elétrica

FÍSICA

MECÂNICA – Cinemática da partícula: Equações de posição, velocidade, aceleração e gráficos do movimento retilíneo em uma, duas e três dimensões, do movimento curvilíneo e do movimento circular; Equações da posição, velocidade e aceleração do movimento relativo de translação uniforme em uma, duas e três dimensões. Dinâmica da partícula: Leis de Newton e aplicações; Princípio do Trabalho e da Energia Cinética; Energia Potencial e Conservação da Energia. Sistemas de Partículas: centro de massa; Segunda Lei de Newton para um sistema de partículas; Momento linear de um sistema de partículas e sua conservação; Colisões; Impulso; Momento linear e energia cinética em colisões; Sistemas de massa variável. Rotações do corpo rígido: equações da posição, velocidade e aceleração angular; Momento de inércia e Segunda Lei de Newton para rotações; Trabalho e energia cinética para rotações; Rolagem; Torque; Momento angular e sua conservação; Segunda Lei de Newton para rotações. Oscilações: Movimento harmônico simples e movimento harmônico amortecido; Equação das ondas mecânicas transversais e longitudinais, interferência e princípio da superposição. Fluidos: Pressão de fluidos em repouso e equilíbrio; Princípio de Pascal; Princípio de Arquimedes e o cálculo do empuxo; Vasos comunicantes e equilíbrio; Equação da Continuidade e Equação de Bernoulli para escoamento de fluidos ideais.

TERMODINÂMICA – Equação de estado e transformações termodinâmicas em gases perfeitos; Primeira Lei da Termodinâmica; Segunda Lei da Termodinâmica; e Rendimento de máquinas térmicas e o Teorema de Carnot.

ELETRICIDADE E ELETROMAGNETISMO – Carga elétrica e Lei de Coulomb; Campo Elétrico, Lei de Gauss e aplicações; Potencial elétrico; Energia potencial elétrica; Capacitores; Dielétricos; Energia armazenada no campo elétrico; Força eletromotriz; Corrente em circuitos elétricos, Resistores e resistência; Lei de Ohm; Potência em circuitos elétricos; Circuitos RC; Campo magnético e força magnética em cargas e fios conduzidos por corrente elétrica; Lei de Biot-Savart; Interação de corrente e campo magnético; Lei de Ampère e aplicações; Lei de Faraday; Lei de Lenz; Indução; Indutores e indutância; Circuitos RL; Energia armazenada em um campo magnético; Autoindução; Indutância mútua; Oscilações em um circuito LC; Oscilações em circuitos RLC; Oscilações forçadas em circuitos RLC em série; Corrente alternada; Reatância e impedância; Potência em circuitos de corrente alternada; Transformadores. 

MATEMÁTICA

CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL BÁSICO – Técnicas de derivação e integração de funções de uma ou de mais variáveis; Regra da cadeia; Teorema do valor médio; Teorema fundamental do cálculo; Extremos de função de uma variável; Extremos de função de múltiplas variáveis; Aplicações de derivadas e integrais em problemas físicos.

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS ORDINÁRIAS – Existência e unicidade da solução; Equações com coeficientes constantes; Polinômios característicos com raízes distintas, repetidas ou complexas; Transformada de Laplace e sua aplicação em problemas de condição inicial; Solução de equações não homogêneas; Aplicações em problemas da Física.

CÁLCULO VETORIAL E INTEGRAÇÃO MÚLTIPLA – Campos escalares e vetoriais; Integrais de linha e de superfície; Gradiente, divergente, rotacional e laplaciano; Mudança de variáveis; Teoremas de Green, Stokes e Gauss; Campos Conservativos; Aplicações em problemas da Física.

SÉRIES E SEQUÊNCIAS – Limites e critérios de convergência; Integração e diferenciação de séries; Séries de Potências; Séries de Fourier; Expansão de funções em séries.

EQUAÇÕES DIFERENCIAIS PARCIAIS – Problemas de valor de contorno; Solução através do método da separação de variáveis; Aplicações em problemas de Física.

ÁLGEBRA LINEAR – Vetores no plano e no espaço, operações com vetores, produto vetorial e produto misto no espaço tridimensional, aplicações; Espaços vetoriais; Bases Ortonormais e canônicas; Dependência linear; Transformações lineares, núcleo e imagem; Mudança de base; Operações e inversão de matrizes; Determinantes; Autovalores e autovetores.

CÁLCULO NUMÉRICO – Interpolação: Tabela de diferenças simples e tabela de diferenças divididas, interpolação polinomial, polinômio interpolador na forma de Lagrange e na forma de Newton; Cálculo numérico de integrais pelos métodos dos trapézios, de Simpson e das quadraturas; Solução numérica de sistemas de equações lineares; Método dos mínimos quadrados, regressão linear; Zeros de funções, método da dicotomia (ou bisseção), método das aproximações sucessivas, método de Newton; Soluções aproximadas de equações diferenciais ordinárias.

PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA – Probabilidade de eventos complementares, dependentes e independentes; Frequência de eventos aleatórios; Média, moda, variância, desvio padrão; Distribuição normal. 

CONHECIMENTOS ESPECÍFICOS

CIRCUITOS ELÉTRICOS – Análise de circuitos em regime permanente; Transformadas de Laplace e Fourier e suas aplicações às redes elétricas; Análise de circuitos em regime transitório; Teoremas de circuitos; Circuitos trifásicos equilibrados e desequilibrados.

ELETROMAGNETISMO – Equações do campo elétrico estacionário e do potencial elétrico; Equações do campo magnético estacionário; Propriedades dielétricas e magnéticas da matéria; Forças magnéticas; Lei de Faraday; Equações de Maxwell; Equações de ondas: propagação e reflexão de ondas eletromagnéticas.

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA – Fontes, retificadores e inversores estáticos; Retificadores trifás cos com tiristores; Conversores estáticos; Controle de velocidade em motores de corrente alternada e contínua usando conversores estáticos.

TRANSFORMADORES E MÁQUINAS SÍNCRONAS – Princípios de funcionamento; Circuitos magnéticos; Perdas, rendimento, circuitos equivalentes e ensaios; Transformadores em circuitos trifásicos; Autotransformadores e transformadores de múltiplos enrolamentos; Modelagem das máquinas síncronas em regime permanente senoidal; Diagramas fasoriais de máquinas síncronas; Torque, potência e ângulo de potência de máquinas síncronas; Operação em paralelo de geradores síncronos.

MÁQUINAS ASSÍNCRONAS E DE CORRENTE CONTÍNUA – Princípios de funcionamento; Perdas, rendimento, circuitos equivalentes e ensaios; Partida e controle de velocidade; Características torque-escorregamento-corrente das máquinas assíncronas; Diagramas de círculo (máquinas assíncronas); Excitação de campo e armadura de máquinas de corrente contínua; Reação de armadura e enrolamentos compensadores de máquinas de corrente contínua; Curvas características de motores e geradores de corrente contínua; Operação em paralelo de geradores de corrente contínua.

DISTRIBUIÇÃO E PROTEÇÃO – Representação dos sistemas de potência em valores por unidade; Impedâncias de sequência e diagramas de sequências (componentes simétricos); Cálculos de curtocircuito, coordenação da proteção de redes; Proteção de geradores, transformadores, barramentos e linhas; Correção do fator de potência; Instalações elétricas: lumino técnica, aterramento, projeto de instalações industriais; Instalações para força motriz.

AUTOMAÇÃO E CONTROLE – Modelagem de sistemas dinâmicos e função de transferência; Respostas dos sistemas no domínio do tempo e da frequência (planos); Critérios de verificação de estabilidade e desempenho; Métodos gráficos para análise de sistemas e métodos de compensação (Nyquist, Lugar das raízes, Bode e Nichols); Sistemas de controle discretos, processos de amostragem,transformadas Z; Função de transferência de pulso, resposta no tempo, erro de regime permanente e método de resposta em frequência para sistemas discretos.

MEDIDAS ELÉTRICAS – Técnicas de Medição Elétrica; Instrumentos de medidas de corrente, tensão, potência, energia e fator de potência; Transformadores para instrumentos; Transformador de potencial; Transformador de corrente; Medição de potência em corrente alternada; Medição de energia elétrica ativa e reativa.