Física II

Campos ligam cargas e correntes a forças e energia. Circuitos usam essas relações para calcular tensões e correntes nos terminais dos componentes. No percurso de sinais, seguimos a mesma tensão de entrada através de um RC, da sua resposta ao impulso e da resposta em frequência, até à amostragem.

Precisas de vetores, produto escalar e vetorial, derivadas, integrais, números complexos e equações diferenciais simples. Para fluxo, divergência e rotacional, revê AM2, porque essas ferramentas reaparecem em Maxwell. Força, trabalho e oscilações vêm de F1.

Percurso de estudo

1. Carga e campo elétrico: estrutura atómica, Coulomb, Lorentz e trajetórias.
2. Equações de Maxwell: fluxo, circulação, simetrias e conservação da carga.
3. Potencial, condutores e capacidade: trabalho, blindagem e energia eletrostática.
4. Magnetismo e indução: forças em fios, Ampère, Faraday, Lenz e transformadores.
5. Ondas eletromagnéticas: fase, polarização, Poynting e radiação.
6. Condução elétrica: deriva, resistividade, semicondutores e Hall.
7. Circuitos resistivos: nós, malhas, divisores, Thévenin e Norton.
8. Circuitos reativos: condições iniciais, RC, RL e RLC.
9. Medições e incertezas: instrumentos, propagação e ajuste de dados.
10. Regime sinusoidal: fasores, potência e ressonância.
11. Linhas de transmissão: atrasos, parâmetros distribuídos e reflexão.
12. Sinais e sistemas: energia, memória, causalidade, estabilidade e linearidade.
13. Sistemas lineares invariantes: convolução e resposta impulsional.
14. Fourier: harmónicos e transformadas.
15. Resposta em frequência e amostragem: filtros, banda e aliasing.

Os exercícios no fim de cada página têm enunciado e solução justificada. Há pistas quando ajudam a escolher o método ou a ultrapassar um passo. Resolve-os antes de abrir a ajuda. Alguns problemas retomam estruturas ou valores dos materiais docentes, com a origem identificada. Por exemplo, o exemplo de referenciais em carga e campo usa os valores do mini-teste A, e um exercício de fasores usa amplitude e fase da TP9 com outra frequência. Os problemas de limites dos componentes e fluxo não uniforme recuperam decisões das provas de 2021/22 com dados próprios. As folhas TP orientam a seleção de problemas; não são uma previsão das provas atuais. A cheat sheet reúne relações e condições para consulta depois de estudar.

Como resolver problemas

Desenha a geometria ou o circuito. Marca referências de tensão, corrente, normal e sentido do percurso. Escreve as hipóteses antes das equações: eletrostática ou campos variáveis, condutor ou isolante, estado inicial ou regime permanente, amplitude de pico ou eficaz.

Mantém unidades nas contas e verifica um resultado por outro caminho. Em circuitos, compara a potência entregue e absorvida. Num transitório, confirma o instante inicial e o limite final. Num campo, testa a direção e a simetria. Num sinal amostrado, compara os valores nos instantes de amostragem, não apenas a forma da curva.

Avaliação de 2026/27

A ficha de Física II de 2026/27 indica avaliação distribuída com exame final. Com $T$ a nota do teste, $LAB$ a do trabalho laboratorial e $E$ a do exame, a classificação é

$$\max\left(E,\;0{,}3T+0{,}1LAB+0{,}6E\right).$$

É obrigatória a participação em $75\%$ das aulas teórico-práticas para obter frequência. A assiduidade obtida vale também no ano imediatamente seguinte. Trabalhadores estudantes e situações justificadas equiparadas têm o regime indicado na ficha, com nota final do exame; a época especial usa um exame de formato próprio e classificação integral desse exame.

Confirma os avisos da edição em que estás inscrito. Os mini-testes e o recurso de 2025/26 abaixo são treino histórico: as suas datas, duração e regras não definem as provas de 2026/27.

Materiais de 2025/26

A base de estudo são os materiais do Moodle de 2025/26. As apresentações teóricas 1 a 13 abrangem carga, campo, Maxwell, ondas, condução, redes resistivas e reativas, análise laboratorial, regime sinusoidal, ressonância e linhas de transmissão, sinais, SLIT e frequência. As folhas TP 1 a 12 dão problemas correspondentes.

• Primeira apresentação, carga elétrica e primeira folha TP.
• Análise de dados laboratoriais, resistências, multímetro e placa de protótipos.
• SLIT no domínio das frequências, que completa o percurso de sinais.
• Formulário v0.6, mini-teste de 5 de novembro de 2025 e recurso de 2 de fevereiro de 2026.

As ligações do Moodle podem exigir autenticação. Confere sempre a notação: nestas páginas, os fasores são de pico, e a transformada de Fourier usa frequência angular com $1/(2\pi)$ na inversa.

Bibliografia

• Jaime E. Villate, Eletricidade, Magnetismo e Circuitos, 3.ª edição, setembro de 2019, 2.ª reimpressão de 2022, ISBN 978-972-99396-6-2. O livro usa licença CC BY-SA 3.0 e ajuda a aprofundar campos, circuitos e ondas.
• Jaime E. Villate, Exercícios Resolvidos de Eletricidade, Magnetismo e Circuitos, 3.ª edição, setembro de 2020, ISBN 978-972-752-271-2, licença CC BY-SA 4.0. Usa-o para comparar passos de resolução depois de tentares um problema.

Os textos, exemplos, exercícios e diagramas destas páginas foram escritos para este percurso. Não são transcrições das provas ou figuras dos livros.

Vídeos e simulações

Os vídeos recomendados pelos materiais de 2025/26 estão nas lições onde se vê o conceito: Fluxo e circulação para divergência e rotacional, Fasores e impedância para amplitude e fase, e Montar e medir para componentes, placa de protótipos e topologia de circuitos. São recursos opcionais dessa edição, sem revisão integral aqui.

Para experimentar circuitos, o kit de circuitos DC da PhET permite comparar ligações em série e paralelo. A visualização de Faraday do MIT ajuda a seguir a relação entre campo variável e campo induzido. Usa os modelos interativos nas lições para RC, harmónicos e aliasing antes de passar a montagens reais.