Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:21:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221409.pdf: 6577774 bytes, checksum: f256c2c98a330adbce7f63cb5a568720 (MD5) / Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo bidimensional baseado na Técnica de Traçado de Raios para a predição de campos eletromagnéticos em ambientes interiores. A Teoria das Imagens foi utilizada para a determinação dos percursos, tendo sido desenvolvido um novo procedimento, compatível com essa teoria, para a determinação dos percursos exatos transmitidos através de obstáculos. Este procedimento torna a Técnica de Traçado de Raios (baseada na Teoria das Imagens) mais precisa em ambientes interiores devido à consideração do desvio no percurso de um raio transmitido. A Ótica Geométrica e a Teoria Uniforme da Difração foram utilizadas para o cálculo dos campos devido às principais interações da onda com o ambiente (raios diretos, refletidos difratados e transmitidos). A validação da ferramenta desenvolvida deu-se por meio de reproduções de resultados obtidos na literatura bem como pela comparação dos resultados obtidos pelo modelo implementado (Traçado de Raios) com o método FDTD. Algumas aplicações do modelo foram feitas em cenários interiores práticos, avaliando-se os canais por meio do levantamento da distribuição de potência e dos parâmetros de dispersão temporal dos canais estudados. O modelo desenvolvido mostrou-se eficiente e preciso, podendo ser usado em um grande número de aplicações no planejamento de sistemas de comunicação sem fio.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-10-26T12:14:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4645099 bytes, checksum: 2a149d2cab06b6267f00ebb89d37b1cf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T12:14:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4645099 bytes, checksum: 2a149d2cab06b6267f00ebb89d37b1cf (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / Nesta tese foram fabricados e caracterizados três sistemas: o gelo de spin artificial (GSA), o Anti-GSA e um tipo de dispositivo híbrido. O primeiro, GSA, consiste de uma distribuição de nanoilhas ferromagnéticas (300nm x 100nm x 20nm) de permalloy dispostas em uma geometria retangular com a razão entre os parâmetros de redes na √ √ √ horizontal (a) e vertical (b) iguais a 2, 3 e 4. O Anti-GSA, trata-se de furos alongados (300nm x 150nm x 30nm) distribuidos em um filme contínuo de níquel, com geometria similar a uma rede GSA com a/b = 1. Ambos sistemas foram estudados através de simulações micromagnéticas e pelas técnicas experimentais de microscopia eletrônica de varredura (MEV), magnetometria de amostra vibrante (VSM) e ressonância ferromagnética (FMR), medidas de magnetorresistência na rede Anti-GSA e microscopia de força magnética (MFM) na rede GSA. Os resultados mostraram que esses sistemas são candidatos promissores para o desenvolvimento de filtros de microondas magnéticos sintonizáveis, além da possibilidade de utilização em outros dispositivos magnéticos. Por fim, o dispositivo híbrido, que é constituído de um sensor magnético do tipo válvula de spin (SV) ou junção túnel magnética (MTJ), um concentrador de fluxo magnético (MFC) e um atuador no plano MEMS comb drive. A elaboração e otimização do processo de fabricação teve como objetivo suprimir o ruído 1/f e tornar o dispositivo capaz de detectar campo magnético a baixas frequências. / In this thesis three systems were manufactured and characterized: the artificial spin ice (ASI), Anti-spin ice (anti-ASI) and a type of hybrid device. The first, ASI consists of a distribution of ferromagnetic nanoislands (300nm x 100nm x 20nm) made of permalloy disposed in a rectangular geometry with ratio between horizontal (a) and vertical (b) √ √ √ lattice parameters equal to 2, 3 and 4. The Anti-spin ice, are elongated holes (300nm x 150nm x 30nm) distributed in a continuous Nickel film, with similar geometry of a rectangular spin ice lattice (ASI) with a/b = 1. Both systems were studied by micromagnetic simulations and experimental scanning electron microscopy (SEM), vibrating sample magnetometry (VSM), ferromagnetic resonance (FMR), magnetoresistance measurements were also made on the Anti-ASI network and magnetic force microscopy (MFM) were made on the ASI network. The results showed that these systems are promising candidates for the development of tunable magnetic microwave filters and possible utilization in other magnetic devices. Finally, the hybrid device, which consists of a spin valve (SV) type magnetic sensor or magnetic tunnel junction (MTJ), a magnetic flux concentrator and an electrostatic MEMS comb-drive actuators. The design and optimization of the manufacturing process, had the main purpose of suppressing the 1/f noise and makinge the device able to detect magnetic field at low frequencies.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:50:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323502.pdf: 3970340 bytes, checksum: 265fd164c272384c43c6a3899db0789f (MD5) Previous issue date: 2013 / O objetivo geral deste trabalho é demonstrar a viabilidade de aplicação numérica do modelo físico de Huygens na descrição de ondas acústicas. Uma ampla revisão bibliográfica sobre o assunto foi realizada, incluindo trabalhos na área de Eletromagnetismo, contexto em que a primeira versão discretizada do modelo de Huygens foi proposta, utilizando a consolidada teoria de linhas de transmissão. Entretanto, ainda que o método tenha se desenvolvido consideravelmente em seu contexto original, percebe-se que as aplicações na solução de problemas em Acústica ainda são escassas. Inicialmente, dedica-se um capítulo para discorrer sobre os fundamentos da modelagem numérica, expondo as razões principais que levaram a escolha do tema do trabalho. Posteriormente, alguns tópicos fundamentais relacionados à teoria de processamento de sinal e auralização foram incluídos. A seguir é apresentada a abordagem teórica pioneira do método numérico, concebida a partir do modelo de Huygens, denominada de Método de Matrizes de Linha de Transmissão (TLM). Neste ponto, buscou-se revisar as analogias tradicionalmente estabelecidas com a teoria Acústica. Posteriormente, demonstram-se os aspectos teóricos de uma nova abordagem energética mecanicista para o modelo, denominada de Modelagem Discreta de Huygens (DHM). Em um passo seguinte, foram realizadas comparações conceituais entre a Modelagem Discreta de Huygens e outros métodos numéricos tradicionais, como o método de Volumes Finitos e também aqueles que utilizam como base a equação da onda, tais como Diferenças Finitas (FDM) e Elementos Finitos (FEM). Por último, apresenta-se uma série de resultados utilizando o conjunto de algoritmos desenvolvidos ao longo deste trabalho. Destacam-se as análises comparativas entre os tempos de simulação obtidos pelos métodos FEM e DHM para três cavidades distintas. Resultados relevantes também foram obtidos utilizando uma metodologia diferenciada para representação do coeficiente de reflexão de materiais de absorção no domínio do tempo, a partir de dados de impedância no domínio da frequência. Buscou-se estabelecer a comparação dos resultados obtidos, com modelos elaborados em FEM, assim como através de modelos analíticos consolidados, visando a confirmação das evidências iniciais quanto à potencialidade do método. <br> / Abstract : The main idea of this work is to show the feasibility of applying the Huygens' physical model for the numerical description of acoustic wave propagation. A extensive literature review on the subject was performed, including some work in the field of electromagnetism, using the consolidated theory of transmission lines. Although the method has been considerably developed in their original area, applications in solving acoustic problems are still quite scarce. A chapter was dedicated to discuss the fundamentals of numerical modeling, explaining the reasons that led to the choice made for this work. Fundamental topics related to signal processing and auralization were also included. In the following, the pioneering numerical approach based on the Huygens' physical model is presented, called Transmission Line Matrix, seeking to make analogies with the acoustics theory. Subsequently, it was shown the theoretical aspects of the energetical approach to the Huygens' model, called Discrete Huygens' Modeling. In a next step, comparisons were made among the concepts of this approach and other numerical methods that apply the wave equation as the fundamental model, such as finite difference and finite element. Following, results were presented using an algorithm developed as consequence of this work, in order to solve acoustic cavities of different sizes, and then compare with results obtained from numerical models simulated using finite element and analytical models. In the Annex, some data already published by different authors for acoustical problems were considered in order to emphasize the range of applications and the quality of results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:25:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312170.pdf: 524624 bytes, checksum: 66adadec45fd7775fe25420cc649e376 (MD5) / Neste trabalho procuramos compreender de forma geométrica a interação de uma partícula puntiforme carregada com um campo eletromagnético externo. Para isto introduzimos o conceito de espaço-tempo próprio (stp), o qual permite descrever esta interação de forma semelhante a teoria geral da relatividade. As equações de campo que permitem obter a geometria do stp são análogas às equaçõoes de Einstein, onde em geral, o tensor momento-energia tem informação tanto do campo externo quanto do campo da partícula. Neste formalismo, a trajetória da partícula é considerada como uma curva geodésica em um espaço-tempo curvo (o stp), e deste modo o conceito de força eletromagnética é compreendido como um efeito puramente geométrico. <br> / Abstract : In this work we look for a geometric description of the interaction between a punctual particle and an electromagnetic external field. For this purpose, we introduce the concept of proper space-time (stp), that allow us to describe this interaction in an analogous way to that of the general relativity. The field equations that define this geometry are similar to the Einstein's equations, where in general, the energy-momentum tensor have information of both, the external field and the particle field. In this formalism we consider the particle path as being a geodesic in a curved space-time (the stp), and so, the electromagnetic force is understood purely in a geometric way.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 206414.pdf: 1494944 bytes, checksum: a0858ead39924b4df57dcb8d4aed7a33 (MD5) / O presente trabalho aborda o estudo de câmaras de teste de Compatibilidade Eletromagnética (CEM), através do Método de Modelagem por Linhas de Transmissão (TLM). Modelagens tridimensionais são desenvolvidas para três câmaras comumente empregadas nos testes de susceptibilidade eletromagnética, compreendendo uma câmara Crawford, uma câmara Gigahertz Tranversal-Eletromagnética (GTEM) e uma câmara reverberante de modos misturados, excitada por linhas de transmissão. O estudo também considera a modelagem de meios lineares dielétricos dispersivos de primeira ordem, cuja aplicação consiste na análise de absorvedores de energia de radiofreqüência (RF) dispostos no interior da câmara GTEM analisada. As modelagens levam em consideração o estudo das freqüências de ressonância, bem como a distribuição dos campos propagados no interior das câmaras analisadas. Os resultados das simulações numéricas são validados por meio de experimentações. Para fins de comparação, um modelo de câmara reverberante de modos misturados foi exclusivamente construído, com base na proposta de excitação por linhas de transmissão.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T01:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 184726.pdf: 1424368 bytes, checksum: 1f2fd9dc249ad41dc4f5172f0c92b05d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:24:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:21:39Z : No. of bitstreams: 1 182766.pdf: 19098466 bytes, checksum: c47ee4852019e2ee6478a3389c487e9e (MD5) / RESUMO: Neste trabalho, são analisados modelos diferenciais de histerese magnética, com ênfase na representação dos laços menores de indução. São estudados os modelos direto e inverso de Jiles-Atherton. O modelo direto é o original, escrito em termos de uma equação diferencial de primeira ordem, possuindo como variável independente o campo magnético. O modelo inverso, proposto por Sadowski-Lajoie, é descrito, possuindo a indução magnética como variável independente. Ambos os modelos são escalares, ou seja, é assumido que não existe defasagem espacial entre o campo magnético e a indução. Duas metodologias para a obtenção dos parâmetros dos modelos são apresentadas. Os laços menores de indução são obtidos utilizando um fator de escalonamento proposto inicialmente por Jiles e posteriormente modificado por Carpenter. Na metodologia proposta por Carpenter as equações continuam diferenciais, sendo adequadas para simulações com alimentação arbitrária. Os resultados são comparados com curvas experimentais e com a utilização do modelo original, sem modificações.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T14:40:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195653.pdf: 4363992 bytes, checksum: c9b0421bf7a110b44563276b2aedb4f9 (MD5) / O presente trabalho aborda o desenvolvimento e a implementação de técnicas para a redução da interferência eletromagnética (EMI) em fontes chaveadas. As fontes chaveadas podem ser caracterizadas como geradoras inerentes de EMI. A EMI gerada pela fonte chaveada pode interferir na própria fonte chaveada e em equipamentos, elétricos ou eletrônicos, que estejam próximos. Existem normas que regulam a EMI gerada por uma fonte chaveada. Assim, tanto do ponto de vista técnico quanto do ponto de vista legal, pode-se perceber que é necessária a aplicação de técnicas para a redução da EMI. Estas técnicas podem ser divididas em duas classes. A primeira classe é a das técnicas preventivas, que consistem basicamente em utilizar as técnicas de redução da EMI desde as primeiras etapas do projeto da fonte (leiaute, elementos, disposição). A segunda classe é a das técnicas corretivas, que consistem no uso de filtros de EMI tanto na entrada da alimentação quanto no próprio circuito da fonte. Através dos resultados experimentais apresentados pode-se verificar que uma redução efetiva da EMI somente foi obtida quando da aplicação em conjunto das duas classes de técnicas de redução da EMI.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T15:26:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194127.pdf: 1978879 bytes, checksum: 5f11151c851fec22e0f85e734b2ea709 (MD5) / Os problemas com a Interferência Eletromagnética (EMI- Eletromagnetic Interference) em conversores estáticos e a preocupação em resolve-los não é algo novo. Porém, freqüentemente são utilizadas técnicas como filtros e blindagem que visam mais evitar a propagação para fora do conversor do que evitar a sua geração. Estas técnicas deveriam ser utilizadas somente quando outras técnicas não fossem suficientemente eficientes para colocar os equipamentos em conformidade com as normas. Portanto, é necessário um conhecimento mais profundo das causas (fontes) e dos caminhos de propagação que levam a EMI para fora do conversor, para se poder aplicar mais eficientemente as técnicas de redução de EMI. Esta tese, visando ajudar a compreensão dos mecanismos que envolvem a compatibilidade associada a conversores estáticos, primeiro mostra a necessidade do estudo destes conversores do ponto de vista da EMC. Em seguida preocupa-se com os princípios fundamentais da EMC, aplicando-os nos referidos conversores. Por fim usa uma ferramenta de simulação numérica para fazer a análise destes conversores, comparando os resultados obtidos com resultados experimentais. Esta comparação mostra a validade do uso da simulação como instrumento no estudo da Interferência Eletromagnética aplicada aos conversores estáticos.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-30. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:24:10Z : No. of bitstreams: 1 000857831.pdf: 1510923 bytes, checksum: cec6614977c8c885435b8db6a07b814f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo da Eletricidade, dentro da disciplina de Física, possui um conteúdo muito extenso, com conceitos abstratos e de difícil compreensão. Em função disso, o desinteresse pelo estudo torna-se uma constante entre muitos alunos. Esse quadro pode ser em parte, revertido, adotando-se atividades experimentais em sala de aula, a fim de expor a aplicabilidade do conteúdo em situações práticas. Para tanto, o presente trabalho propõe um material didático-pedagógico que explore os conteúdos da Eletricidade de forma interativa, a fim de estimular os alunos a compreender, questionar e a buscar mais conhecimento. Para a elaboração deste material utilizou-se os seguintes referenciais teóricos: Experimentação no ensino de Física; Teoria de Lev Semenovitch Vygotsky; David Paul Ausubel e a Aprendizagem Significativa; Laurence Stenhouse e o Currículo do Estado de São Paulo. Os experimentos propostos utilizaram materiais de baixo custo e materiais obtidos a partir de sucata. Todos eles foram aplicados na sequência didática de Física na 3ª série do Ensino Médio de uma Escola Pública e como introdução nos conteúdos de Química. A experimentação facilitou o processo de ensino-aprendizagem, uma vez que despertou interesse entre os alunos, com a participação de todos nas atividades experimentais. O maior problema encontrado foi o tempo necessário para o preparo e realização de alguns experimentos e a ausência de profissionais técnicos em laboratório. O material proposto pode ser utilizado por professores de Física e aplicados em sala de aula / The study of Electricity, in the discipline of Physics, has a very extensive content with abstract concepts difficult to understand. As a result, the lack of interest by the study, it becomes a constant among many students. This situation can be partly reversed, adopting experimental activities in the classroom, in order to expose the applicability of the content in practical situations. It proposes a didactic-pedagogic material that exploits the contents of Electricity interactively, in order to stimulate students to understand, to question and to seek more knowledge. For the elaboration of this material was used the following theoretical frameworks: Experimentation in Physics teaching; Lev Semenovitch Vygotsky's theory; David Paul Ausubel and Meaningful Learning; Laurence Stenhouse and the Curriculum of the State of São Paulo. The proposed experiments used low cost and scrap materials. They were applied in the didactical sequence of physics at the 3rd high school grade in a public school and as an introduction to chemistry content. The experiments have facilitated the process of Teaching- Learning, because awakened interest among students, with participation of everyone in the experimental activities. The most problem encountered was the time required for preparation and execution of some experiments and lack of professional technical in the laboratory. The proposed material can be used by teachers of physics and applied in the classroom