Eletromagnetismo e Circuitos

Este livro é fruto da experiência de mais de 30 anos e 20 anos dos primeiro e segundo autores, respetivamente, no ensino do Eletromagnetismo a estudantes de Engenharia. Espera-se que também seja útil a estudantes de outras áreas que tenham Eletromagnetismo ou circuitos elétricos no seu currículo. A tecnologia eletromagnética tem evoluído muito nas últimas décadas. Isto faz com que algumas aplicações que faziam há alguns anos parte da experiência quotidiana dos estudantes, como, por exemplo, lâmpadas incandescentes ou tubos de raios catódicos, passem a ser objetos de museu. A nova geração de estudantes está mais habituada a tecnologias que eram desconhecidas para a maioria da população há alguns anos, tais como, células de combustível, ultracondensadores ou LEDs. Torna-se assim importante atualizar os nossos manuais com novos exemplos de aplicação. Embora os assuntos abordados se encontrem tratados em muitos outros livros, tentamos apresentar, sem descuidar o rigor na introdução dos diferentes conceitos, uma abordagem elementar e original ao Eletromagnetismo e aos circuitos elétricos. A maior parte dos problemas foram adaptados dos livros na bibliografia, mas vários problemas são originais. Este livro é acompanhado por outro livro, Problemas de Eletromagnetismo e Circuitos, onde é apresentada a resolução de alguns dos problemas propostos no fim de cada capítulo. A resolução de problemas reveste-se de grande importância na aprendizagem dos temas desenvolvidos neste livro. Os primeiros 5 capítulos são uma introdução à eletrostática e à teoria da eletricidade. O capítulo 6 é sobre circuitos de corrente contínua. Os capítulos 7 e 8 são sobre magnetismo e magnetostática. No capítulo 9 é estudada a indução eletromagnética. O capítulo 10 é sobre circuitos de corrente alternada. As equações de Maxwell e ondas eletromagnéticas são discutidas no capítulo 11 e o último capítulo, 12, é uma discussão breve sobre as história das teorias da luz. A formatação do livro e todas as figuras foram feitas pelos autores, usando vários pacotes de Software Livre. Usou-se o sistema LaTeX para o texto e as figuras foram feitas com o módulo physics.asy (https://villate.org/software/) para Asymptote. Os gráficos de funções e de linhas de campo foram feitos no x Prefácio Sistema de Computação Algébrica Maxima; este sistema foi também usado para conferir as resoluções dos exemplos e problemas. Os retratos dos físicos na abertura dos capítulos são da autoria de Jaime Villate e foram feitos a lápis de grafite, baseados em fotografias encontradas na Web. Nesta segunda edição, para além de termos corrigido várias gralhas, a principal alteração foi no capítulo 6, de circuitos de corrente contínua. Em vez de usarmos o método do equivalente Thévenin, passamos a utilizar o método dos nós. Na nossa experiência docente com a primeira edição, chegamos à conclusão de que o método do equivalente Thévenin não acrescentava nenhuma vantagem no tipo de problemas que são abordados neste livro. Esperamos que com esta alteração esse capítulo seja mais fácil de assimilar pelos estudantes. Outra alteração importante é a passagem da secção sobre corrente de deslocamento, do capítulo 11 para o capítulo 9. Assim, o capítulo 11 começa logo com o problema de resolver as equações de Maxwell no vácuo, que é o tema central do capítulo. A secção sobre corrente de deslocamento está agora no fim do capítulo 9 sobre indução eletromagnética. Acrescentamos também duas novas secções, nos capítulos 4 e 9, sobre a energia armazenada nos campos elétrico e magnético.