A engenharia elétrica é a área tecnológica responsável pelo projeto e desenvolvimento de componentes que tornam os dispositivos modernos funcionais e eficientes. Num computador, por exemplo, a unidade central de processamento (CPU) é apenas uma das milhares de peças necessárias que são projetadas e gerenciadas por engenheiros elétricos. Outros componentes elétricos incluem aqueles que controlam a distribuição de energia, integram sensores de medição, processam vários sinais, controlam níveis de tensão e produzem saídas como som e imagens. Essa complexa orquestração de componentes garante que os computadores e outros dispositivos eletrônicos operem de maneira confiável e eficaz.
Tenho o prazer de anunciar um novo Wolfram U curso interativo para iniciantes que apresentará a um novo público o fascinante campo da engenharia elétrica, com foco nos aspectos fundamentais da análise e projeto de circuitos elétricos. Introdução aos Circuitos Elétricos é um curso on-line extremamente acessível que utiliza os recursos interativos do Cadernos Wolfram junto com os importados Modelador de Sistema Wolfram modelos e dados para fornecer um ambiente de aprendizagem rico. Você começará explorando conceitos essenciais como tensão, corrente e resistência. A partir daí, você aprenderá vários métodos para analisar circuitos complexos. Uma parte significativa do curso é dedicada aos amplificadores operacionais, que são dispositivos altamente versáteis utilizados em uma ampla gama de aplicações. Ao remaining do curso, você terá uma base sólida em princípios de engenharia elétrica e habilidades práticas para projeto de circuitos.
Você pode começar a explorar este curso clicando na imagem a seguir:
Motivação da História
Desde a invenção do transistor em 1947, temos testemunhado um crescimento tecnológico exponencial. Este progresso levou ao desenvolvimento dos computadores digitais, que hoje nos rodeiam na nossa vida quotidiana. No entanto, antes que os computadores digitais dominassem o mundo, os cálculos eram realizados em computadores analógicos. Os computadores analógicos podem simular sistemas de diferentes domínios físicos. Por exemplo, utilizando circuitos elétricos, poderíamos resolver as equações diferenciais de um sistema mecânico, permitindo-nos experimentar alterando parâmetros e observando os resultados. Embora normalmente não utilizemos mais computadores analógicos, muitas tarefas ainda podem ser realizadas de forma mais eficiente (e às vezes exclusivamente) usando circuitos elétricos, por exemplo, amplificando as tensões dos sensores a um nível que pode ser controlado por outros componentes do sistema. Como mencionado anteriormente, um computador requer muitos outros circuitos além da CPU para funcionar. Aprender a projetar estes circuitos é essential para o avanço tecnológico contínuo, especialmente em áreas como veículos elétricos, energia renovável e muito mais.
Este curso irá ajudá-lo a começar com circuitos elétricos, fornecendo-lhe os fundamentos para continuar sua jornada.
Visão geral
Engenharia elétrica é um assunto amplo e este curso se concentra em levá-lo ao ponto em que você pode projetar circuitos baseados em amplificadores operacionais. Dividimos o curso em quatro seções para construir gradativamente seu conhecimento.
Primeiro, fornecemos uma introdução básica a alguns dos principais componentes elétricos, oferecendo uma visão geral não técnica para ajudá-lo a compreender intuitivamente como funcionam os circuitos elétricos. A seguir, abordamos conceitos teóricos fundamentais, como corrente, tensão e resistência. Com esse fundamento, passamos aos métodos de análise utilizados para compreender o comportamento de redes elétricas complexas. Finalmente, nos aprofundamos no projeto de circuitos usando várias configurações de amplificadores operacionais.
O curso abrange 26 aulas com vídeos que duram de 5 a 20 minutos. Você pode concluí-lo em pouco mais de 4 horas. Os únicos pré-requisitos são física, álgebra e cálculo básico de nível médio. No entanto, o conhecimento de processamento de sinais é aconselhável para algumas aulas.
Nas seções a seguir, mostraremos como é o curso.
Lições
As lições contêm dezenas de circuitos de exemplo. Todos os diagramas, gráficos e modelos que você verá são criados usando System Modeler. Muitas das simulações mostradas nos cadernos são interativas. Você pode experimentar as simulações alterando os parâmetros e verificando rapidamente os resultados. Se quiser se aprofundar, você pode abrir os modelos diretamente no System Modeler, modificá-los como desejar e executar simulações. Você pode criar seus próprios circuitos usando a vasta biblioteca de componentes incluída no System Modeler.
Cada aula é acompanhada de um caderno contendo informações mais detalhadas sobre a aula. Também inclui uma lista de referências de livros que o ajudarão a ampliar seu conhecimento sobre o tema.
Exercícios
Cada lição contém exercícios que desafiarão seu conhecimento de engenharia elétrica. Você será solicitado a projetar circuitos, derivar fórmulas e responder perguntas relacionadas ao conteúdo da lição. As soluções são fornecidas caso você fique preso.
Aplicativos
Ao longo do curso, examinamos vários exemplos de circuitos, usados principalmente em aplicações de áudio. Analisamos circuitos como osciladores, filtros, amplificadores e geradores de envelope. Esses circuitos podem ser usados para criar um sintetizador analógico funcional, como aqueles usados para produzir inúmeros sucessos nas últimas quatro décadas.
Os circuitos de áudio são divertidos e fáceis de entender. Ao juntá-los, os resultados podem ser muito emocionantes.
Testes
Após cada seção, você encontrará um questionário onde poderá testar seu nível de compreensão. Todas as questões são baseadas no conteúdo das aulas em formato de múltipla escolha. Se você prestou atenção às lições, será fácil identificar a resposta correta. Você receberá seus resultados instantaneamente após enviar seu questionário.
Certificado de Curso
Se você concluir todas as lições e questionários, receberá um certificado de conclusão do curso comprovando seu conhecimento na área de engenharia elétrica. Verifique seu progresso no curso clicando em “Acompanhar meu progresso” no índice ou usando o ícone na parte superior da estrutura do curso. Gráficos de progresso fáceis de ler comunicam rapidamente o número de vídeos e questionários que você precisa concluir, e seu certificado é gerado automaticamente após a conclusão.
Este curso também possui um exame remaining opcional que você pode realizar após a conclusão de todo o materials. Este exame remaining tem mais questões e uma dificuldade superior aos testes. Após passar no exame, você receberá uma certificação de proficiência de nível 1 em circuitos elétricos. Todos os certificados Wolfram podem ser facilmente adicionados ao seu currículo ou perfil de mídia social!
Um alicerce para o sucesso
Embora este curso seja uma introdução aos circuitos elétricos, ele cobre uma ampla variedade de tópicos e fornece uma base teórica sólida, permitindo que você proceed seu aprendizado em outras áreas da engenharia elétrica.
Agradecimentos
Este curso é o resultado do trabalho das equipes Wolfram U e System Modeler. Gostaria de agradecer a todos que avaliaram o curso e me deram comentários muito valiosos: Devendra Kapadia, Jan Brugard, Quentin Lambert, Ankit Naik, Vedat Senol, Sergio Vargas e Mariusz Jankowski. Gostaria também de agradecer à equipe Wolfram U, que ajudou a produzir e lançar o curso: Anisha Basil, Cassidy Hinkle, Joyce Tracewell, Abrita Chakravarty, Bob Owens, Mariel Laugesen e Laura Crawford.
