O contexto de pesquisa

Esta se¸c˜ao apresenta as caracter´ısticas principais do contexto em que a pesquisa se realizou. Primeiramente, uma vis˜ao macro, com uma breve descri¸c˜ao dos aspectos mais interessantes do curso de Engenharia El´etrica. E em seguida, uma vis˜ao localizada, com uma breve descri¸c˜ao da disciplina de Circuitos El´etricos I.

4.2.1.1 O Curso de Engenharia El´etrica

Nesta se¸c˜ao apresento, inicialmente, as principais caracter´ısticas do curso de Engen- haria El´etrica, e em seguida, o perfil do aluno, que ´e a principal voz dessa pesquisa.

O curso de EE foi implantado na institui¸c˜ao no ano de 1977, com a denomina¸c˜ao de Engenharia Industrial El´etrica. Ao longo dos anos, o curso vem passando por diversas transforma¸c˜oes e reformula¸c˜oes de curr´ıculo, incluindo redu¸c˜ao da carga hor´aria. A partir de 2001, o curso passou a ser denominado de curso de Engenharia El´etrica.

As reformula¸c˜oes acadˆemicas s˜ao pautadas nas determina¸c˜oes legais e na concep¸c˜ao de que o Projeto Pedag´ogico do Curso ´e uma obra inacabada, por ser um instrumento dinˆamico, vivo, que deve acompanhar as mudan¸cas governamentais, os avan¸cos tecnol´ogi- cos, as muta¸c˜oes do perfil de mercado e a dinamicidade dos movimentos sociais, econˆomi- cos regionais, nacionais e mundiais (PPC, 2009). A mais recente atualiza¸c˜ao do Projeto Pedag´ogico do curso de Engenharia El´etrica at´e ent˜ao ocorreu no ano de 2009, e levou em considera¸c˜ao as diretrizes curriculares nacionais Resolu¸c˜ao CNE/CES 11/02, a legisla¸c˜ao profissional (CREA/CONFEA), as transforma¸c˜oes da economia regional e a transfor- ma¸c˜ao mundial que ocorre no processo de forma¸c˜ao de Engenheiros.

As principais caracter´ısticas do atual Curso de Engenharia El´etrica s˜ao:

1. carga hor´aria total de 3600 horas;

2. implanta¸c˜ao do Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA);

3. uniformiza¸c˜ao das disciplinas comuns aos diversos cursos de Engenharia; 4. regulamenta¸c˜ao das atividades complementares;

5. o ensino ´e focado no desenvolvimento das habilidades e competˆencias propostas pela Resolu¸c˜ao CNE/CES 11/02.

A Regi˜ao do Vale do A¸co conta com diversas empresas de pequeno e m´edio porte tanto na ´area de produ¸c˜ao de bens tang´ıveis como na ´area de servi¸cos, al´em de contar com trˆes grandes empresas: Arcelor Mittal Inox Brasil, a Usinas Sider´urgicas de Minas Gerais - USIMINAS, e a Celulose Nipo-Brasileira - CENIBRA. Tais empresas contribuem

significativamente para o crescimento econˆomico da regi˜ao, o que reflete no mercado de trabalho.

Os objetivos do Curso de Engenharia El´etrica s˜ao (PPC, 2009):

1. Formar Engenheiros Eletricistas com a capacidade de:

• aplicar conhecimentos matem´aticos, cient´ıficos, tecnol´ogicos e instrumentais aos problemas relacionados com a engenharia el´etrica;

• projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados;

• conceber, projetar e analisar sistemas el´etricos, produtos e processos;

• planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e servi¸cos de engenharia; • identificar, formular e resolver problemas de engenharia el´etrica;

• desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e t´ecnicas;

• supervisionar a opera¸c˜ao e a manuten¸c˜ao de sistemas el´etricos; • avaliar criticamente a opera¸c˜ao e a manuten¸c˜ao de sistemas el´etricos; • comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gr´afica;

• atuar em equipes multidisciplinares;

• compreender e aplicar a ´etica e responsabilidade profissionais;

• avaliar o impacto das atividades da engenharia no contexto social e ambiental; • avaliar a viabilidade econˆomica de projetos de engenharia el´etrica;

• assumir a postura de permanente busca de atualiza¸c˜ao profissional.

2. Atender `a demanda do setor produtivo regional de profissionais capacitados na ´area de Engenharia El´etrica.

O curso ´e ofertado em regime seriado semestral para ser integralizado no prazo m´ınimo de 5 anos (10 semestres) e no m´aximo de 10 anos (20 semestres). A carga hor´aria total curricular corresponde a 3600 horas, dimensionadas em 200 dias letivos anuais de trabalho acadˆemico. Por semestre, tem-se 20 semanas letivas.

As formas de ingresso no curso s˜ao: vestibular, portadores de diploma de curso supe- rior, transferˆencia interna e transferˆencia de outras institui¸c˜oes.

A estrutura curricular do curso de Engenharia El´etrica ´e composta por: disciplinas, Est´agio Curricular, Atividades Complementares (AC) e Trabalho de Curso (TC), e artic- ulada com base nos crit´erios estabelecidos pelas Diretrizes Curriculares Nacionais para os Cursos de Engenharia (Resolu¸c˜ao CNE/CES 11/02), que estabelecem os n´ucleos de:

• Conte´udos B´asicos: grupo de conte´udos que compreende cerca de 30% da carga hor´aria m´ınima do curso.

• Conte´udos Profissionalizantes: grupo de conte´udos que compreendem cerca de 15% da carga hor´aria m´ınima.

• Conte´udos Espec´ıficos: grupo de conte´udos que compreendem cerca de 25% da carga hor´aria m´ınima.

A disciplina de Circuitos El´etricos I, objeto de estudo deste trabalho, faz parte dos Conte´udos B´asicos. A disciplina trabalha o conte´udo de Eletricidade Aplicada, estabele- cido pela Resolu¸c˜ao CNE/CES 11/02.

Sobre o perfil do aluno do curso de Engenharia El´etrica (PPC, 2009):

Os discentes ingressantes no curso de gradua¸c˜ao em Engenharia El´etrica s˜ao em sua maioria residentes e naturais da Regi˜ao do Vale do A¸co, predomi- nantemente com idade a partir de 18 anos, do sexo masculino, cat´olicos e provenientes do ensino m´edio n˜ao profissionalizante. A maior parte desses reside com os pais e exerce atividade remunerada, sobretudo em atividades in- dustriais. Buscam informa¸c˜oes nos jornais e revistas impressos, nos telejornais e na internet, sendo que a acessam principalmente em casa. A escolha do curso aconteceu pela possibilidade de realiza¸c˜ao pessoal, pelo mercado de trabalho e o principal motivo apontado para fazer um curso universit´ario foi a forma¸c˜ao profissional voltada para o trabalho. Essas informa¸c˜oes foram baseadas no question´ario s´ocio-econˆomico preenchido pelo vestibulando, e s˜ao tabuladas e analisadas pelo Programa de Avalia¸c˜ao Continuada (PAC) do Unileste-MG.

As informa¸c˜oes fornecidas pelo PAC conferem com as informa¸c˜oes que coletei em um dos trabalhos (Silva et al., 2005b) realizados na institui¸c˜ao. A grande maioria dos alunos do curso de EE trabalham o dia todo e estudam `a noite. Ainda h´a aqueles que trabalham de turno, e por isso acabam perdendo algumas aulas. A parcela de alunos que n˜ao trabalham e/ou que se dedicam ou j´a se dedicaram a atividades extra-classe, como a Inicia¸c˜ao Cient´ıfica e a Monitoria ´e pequena, se comparada `a dos que trabalham. Conforme mencionado no in´ıcio desta se¸c˜ao, a regi˜ao do Vale do A¸co, onde est´a situado o Unileste-MG, ´e um parque industrial riqu´ıssimo. Muitos dos alunos s˜ao funcion´arios dessas ind´ustrias, j´a trabalham com quest˜oes relacionadas `a Engenharia, e querem se tornar engenheiros a fim de se aperfei¸coarem profissionalmente e galgarem uma carreira s´olida dentro da ind´ustria.

4.2.1.2 A disciplina de Circuitos El´etricos I

A disciplina de Circuitos El´etricos I faz parte da grade do terceiro per´ıodo do curso de Engenharia El´etrica, juntamente com as disciplinas de C´alculo III (Equa¸c˜oes Diferenciais), An´alise de Algoritmos e Estrutura de Dados, F´ısica II (Fluidos, Calor e Termodinˆamica) e Estat´ıstica e Probabilidade. A disciplina possui uma carga hor´aria semanal de 4 horas, totalizando 80 horas de carga hor´aria semestral. A seguir, uma breve descri¸c˜ao dos prin- cipais aspectos da disciplina, com base em seu plano de ensino e no Projeto Pedag´ogico do Curso (PPC), e do perfil do professor.

Ementa:

Vari´aveis el´etricas. Elementos de circuitos. Circuitos concentrados e leis de Kirchhoff. T´ecnicas de an´alise de circuitos. Indutˆancia, capacitˆancia e indutˆancia m´utua. An´alise em regime permanente de circuitos senoidais. Potˆencia em circuitos senoidais.

Objetivos:

Preparar o aluno para a compreens˜ao e saber sobre modelagem e an´alise de circuitos el´etricos ideais e reais, dotando-o especificamente de conhecimentos sobre:

1. A natureza da corrente el´etrica, suas manifesta¸c˜oes, principais vari´aveis e unidades de medida no Sistema Internacional (SI);

2. O comportamento da corrente el´etrica, representa¸c˜ao de circuitos e t´ecnicas de mod- elagem e an´alise em CC e em CA monof´asica, com ˆenfase `as principais leis dos circuitos el´etricos;

3. Introdu¸c˜ao ao desenvolvimento de habilidades para a modelagem e an´alise de sis- temas el´etricos de potˆencia reais.

Unidades de Ensino 1. Vari´aveis el´etricas.

(a) Engenharia el´etrica. Uma vis˜ao geral. (b) O Sistema Internacional de Unidades (S.I).

(c) An´alise de circuitos: uma vis˜ao geral. (d) Tens˜ao e corrente.

(e) O elemento b´asico ideal. (f) Potˆencia e energia. 2. Elementos dos circuitos.

(a) Fontes de tens˜ao e de corrente. (b) Resistˆencia el´etrica e Lei de Ohm.

(c) Constru¸c˜ao de modelos de circuitos. (d) Leis de Kirchhoff.

(e) An´alise de um circuito com uma fonte dependente. 3. Circuitos resistivos simples.

(a) Resistores em s´erie. (b) Resistores em paralelo.

(c) O circuito divisor de tens˜ao. (d) O circuito divisor de corrente.

(e) Medi¸c˜oes de tens˜oes e de correntes. (f) A ponte de Wheatstone.

(g) Transforma¸c˜oes triˆangulo/estrela (ou estrela/triˆangulo). 4. T´ecnicas de an´alise de circuitos.

(a) Terminologia.

(b) Introdu¸c˜ao ao m´etodo das tens˜oes de n´o. (c) M´etodo das tens˜oes de n´o e fonte dependentes. (d) M´etodo das tens˜oes de n´o: alguns casos especiais.

(e) Introdu¸c˜ao ao m´etodo das correntes de malha.

(f) M´etodo das correntes de malha e fontes dependentes. (g) M´etodo das correntes de malha: alguns casos especiais.

(h) Compara¸c˜ao entre o m´etodo das tens˜oes de n´o e o m´etodo das correntes de malha.

(i) Transforma¸c˜oes de fontes.

(j) Circuitos equivalentes de Th´evenin e Norton.

(k) Outros m´etodos para obter o circuito equivalente de Th´evenin. (l) Transferˆencia m´axima de potˆencia.

Procedimentos Metodol´ogicos • Aulas expositivas dialogadas; • Elabora¸c˜ao conjunta;

• Trabalhos individuais e em grupos; • Estudo dirigido.

Avalia¸c˜ao

• Primeira Prova Parcial...35 pontos (24/09/2008) • Segunda Prova Parcial...35 pontos (26/11/2008) • Listas de Exerc´ıcios (ou TI/PI)...10 pontos

• Trabalhos de Laborat´orio...20 pontos • TOTAL ...100 pontos

O perfil do Professor

O professor participante da pesquisa possui gradua¸c˜ao em Engenharia Eletrot´ecnica (1988), mestrado em Engenharia El´etrica (1996) e doutorado em Engenharia El´etrica (2004). ´E pesquisador e professor adjunto da institui¸c˜ao desde 1999. Desenvolve estudos, pesquisas e aplica¸c˜oes na ´area de Engenharia El´etrica, com ˆenfase em Sistemas de Energia El´etrica, atuando principalmente nos seguintes temas: gera¸c˜ao, transmiss˜ao e distribui¸c˜ao de energia el´etrica, gerenciamento pelo lado da demanda, eficiˆencia energ´etica, conserva¸c˜ao de energia, usos-finais energ´eticos e energias renov´aveis.