Inicialmente, deduzimos um mapeamento unidimensional dissipativo a dois parâmetros que representa um protótipo de osciladores suaves perturbados periodicamente, de forma impulsiva, por uma força externa de intensidade, direção e período constantes. Passamos a analisar os possíveis tipos de trajetória deste sistema, utilizando expoentes de Lyapunov, análise espectral, e números de rotação, entre outros algoritmos. Introduzimos também uma nova ferramenta de análise, denominada \"diagrama de bifurcação no espaço de frequências\". Fazemos então uma análise do sistema no plano de parâmetros, identificando as diversas regiões de distintos comportamentos dinâmicos (trajetórias periódicas, quase periódicas, e caóticas). Em seguida fazemos um estudo mais aprofundado das transições entre estas regiões, em especial das suas características gerais no espaço de frequências. Apresentamos um algoritmo para determinar as órbitas periódicas instáveis deste mapeamento, cujo estudo é de grande relevância para os métodos de controle de caos por pequenas perturbações, e fazemos uma análise estatística destas. Finalmente, fazemos um estudo do comportamento do sistema para parâmetros variando no tempo, tanto de forma regular, o que nos leva à detecção de atratores estranhos não caóticos e aos problemas envolvidos em sua caracterização, quanto de forma irregular, reproduzindo pequenas flutuações aleatórias, sempre presentes em situações experimentais. Na segunda parte da tese passamos a estudar modelos para o estudo das configurações de linhas de campo magnético no interior de um tokamac, quando perturbadas por um limitador ergódico magnético. Fazemos primeiro uma análise de alguns modelos já existentes e mostramos porque estes são inadequados para o tipo de estudo que pretendemos realizar. Em seguida, deduzimos um mapeamento bidimensional conservativo para descrever a evolução das linhas de campo magnético. Passamos então à análise das seções de Poincaré obtidas através deste mapa, utilizando expoentes de Lyapunov, fatores de segurança, e análise espectral, entre outros métodos. Finalmente, fazemos uma análise da difusão destas linhas de campo magnético, utilizando coeficientes locais de difusão e desenvolvendo uma representação gráfica que denominamos \"diagramas de escape. / Initially, we derive an unidimensional dissipative mapping with two parameters, which represents a prototype for soft oscillators perturbed periodically by an external force of constant intensity, direction, and periodicity. We procede then to analyze the possible trajectory classes of this system, using Lyapunov exponents, spectral analysis, and winding numbers, among other algorithms. We also introduce a new analysis tool, called \"bifurcation diagrams in the frequency space\". Then we perform a system analysis on the parameter plane, identifying the different regions of dynamical behavior (periodical, quasi-periodical, and chaotical). We also perform a more detailed analysis of the transitions between these regions, specially their main characteristics in the frequency space. An algorithm to find unstable periodic orbits of this mapping, which are of great importance for studying chaos control with small perturbations, is also introduced, and a statistical study of these orbits presented. Finally, we study the behavior of this system with time-dependent parameters, both regularly, which leads us to the detection of nonchaotic strange attractors and the problems involved in their characterization, and irregularly, reproducing small random fluctuations, always present in experimental situations.

Este trabalho visa o estudo de sistemas não lineares sujeitos a perturbações periódicas que, por suas características, podem ser descritos por uma sequência de funções delta. Na ausência desta ação externa, tais sistemas exibem um comportamento previamente conhecido. Inicialmente é mostrada uma técnica de estudo que reduz os sistemas impulsivamente excitados e mapeamentos em variáveis convenientes. Esta técnica é ilustrada com exemplos simples, que têm em comum a existência de atratores do tipo ciclo limite. Posteriormente abordamos um problema relativo à dinâmica das linhas de campo magnético no interior de um Tokamak na presença de um Limitador Magnético Ergódico, do ponto de vista de uma perturbação impulsiva. Após uma análise preliminar utilizando funções de fluxo invariantes, a técnica introduzida anteriormente é aplicada na análise da formação de regiões predominantemente estocásticas de campo magnético. Estimamos valores críticos de parâmetros físicos necessários a este fim, comparando alguns resultados obtidos com um modelo previamente conhecido da literatura sobre o assunto. Verificamos que a formação e consequente destruição de ilhas magnéticas pelo mecanismo de intersecção podem explicar em parte os resultados observados. / This work aims to study nonlinear systems subjected to periodic pertubations which can be described by sequences of delta functions, thanks to their characteristics. In the absence of this external action, such systems exibit a previously known behavior. Firstly we show a technique to reduce de impulsively excited systems to mappings in convenient variables. This technique is illustrated with simple examples, which share the property of having limit cycles as attractors. In the second part we analyse a problem related to the behavior of magnetic field lines in a Tokamak with Ergodic Magnetic Limiters, from the viewpoint of an impulsive perturbation. After a preliminary analysis using invariant flux functions, the technique already introduced is applied to the study of mainly stochastic regions of magnetic field. We estimate critical values for physical parameters necessary to this goal, comparing some results with a previously known model of the specific literature. We verify that the formation and consequent destruction of magnetic islands (by overlapping mechanisms) might explain in part the observed results.

Neste trabalho de tese são apresentados os resultados experimentais obtidos no dispositivo pulsado de confinamento magnético de plasma denominado CECI. Devido a versatilidade deste dispositivo, onde a tecnologia dos campos magnéticos confinados B f e B q pode variar no interior da câmara de descarga, além do fato de que os parâmetros de plasma obtidos aqui (ne 1012 - 1013 cm-3 , T e 30eV, Ti 5eV, lp 3 - 4kA), serem similares ao dos plasmas de borda obtidos em dispositivos pulsados de grande porte em operação, este trabalho representa uma contribuição ao estudo do plasma de alta temperatura, relevante à pesquisa no campo de fusão termonuclear. De fato, pesquisas das propriedades de plasma de borda têm merecido grande destaque recentemente porque os modos de confinamento melhorado, tão necessários para a obtenção de plasmas em condições de fusão, dependem dos perfis de parâmetros de plasma de borda. A obtenção de melhores parâmetros de plasma é sempre procurada em tais dispositivos de fusão para aproximar-se o mais possível das condições de fusão. No CECI diversos experimentos foram realizados visando-se obter as melhores condições para a ocorrência do plasma, observando-se principalmente a variação da corrente de plasma mudando os elementos: pressão, campo toroidal, campo vertical, sincronização do disparo do banco principal com a pré-ionização e o canhão de elétrons. O posicionamento da coluna de plasma dentro da câmara de descarga foi investigado por medidas com sondas magnéticas, onde se pode notar um aumento no tempo de duração da corrente de plasma após a inserção de campo vertical. O sistema de energização usado no CECI para a produção do plasma, que foi construído no próprio LAP (Laboratório Associado de Plasma) a baixíssimo custo é descrito em detalhes. Observou-se que a sincronização entre os diversos circuítos de disparo e a variação em alguns parâmetros de circuíto é imprescindível para se obter parâmetros de plasma melhorados, o que torna valioso o bom entendimento dos sistemas de energização de dispositivos pulsados, como o que foi descrito aqui. Os tipos de confinamento magnético no CECI foram observados através de diagramas F- q, onde cada região do diagrama apresenta características distintas de estabilidade e confinamento do plasma. O fato mais significativo foi o curto tempo de duração da discarga de argônio no modo RFP, apesar dos altos valores de q atingidos. Constatou-se experimentalmente que a ocorrência de instabilidades e turbulência na descarga do CECI é um mecanismo fundamental na sustentação da configuração RFP. A realização de descargas com gases de diferentes massas atômicas no CECI mostrou vantagens em favor dos gases mais massivos. Experimentalmente, através de medidas de uma sonda direcional, verificou-se a presença de uma corrente de contrafluxo de íons à corrente de plasma. Esta corrente á devida a um desbalanço de cargas que ocorre no início da descarga e que provoca o surgimento de um campo elétrico , ajudando o confinamento. Resultados experimentais permitiram inferir que este campo elétrico é maior para o caso de descargas em gases cujos íons possuem maior massa. Através de um modelo teórico simplificado (modelo zerodimensional), obteve-se a evolução temporal da densidade dos elétrons e das partículas neutrais, da corrente de plasma e da temperatura dos elétrons e íons na fase de pré-ionização no CECI. Os resultados experimentais mostram boa concordância com os dados obtidos via simulação.

Um novo sistema de bobinas de Mirnov (SCBM), composto de 24 bobinas magnéticas (assim como toda a eletrônica associada ao tratamento dos sinais), foi construído, instalado e colocado em operação para o estudo das instabilidades MHD no plasma do tokamak TCABR. Deste conjunto de bobinas, 22 delas foram instaladas ao redor de uma secão poloidal e, as outras duas, em diferentes posições toroidais, todas no interior da câmara de vácuo do TCABR. O posicionamento assimétrico destas, na direção poloidal, foi feito de forma a corrigir os efeitos produzidos pela toroidicidade do tokamak. Além disso, para a análise dos modos MHD presentes ao longo das descargas de plasma, é proposto um modelo físico simplificado que tem em conta, basicamente, o efeito da superposição de ondas em todas as bobinas magnéticas do sistema. A partir da modulação, das amplitudeds e da defasagem angular obtida entre os sinais experimentais do SCBM, são realizadas simulações para se determinar a intensidade dos modos e a composição do espectro MHD nas descargas de plasma TCABR. Também, foi contrtuído e instalado no interior da câmara de vácuo do tokamak TCABR um Limitador Ergódico Magnético (LEM), para investigar o efeito da atuação de campos magnéticos perturbativos no plasma. A geometria utilizada para o posicionamento dos segmentos condutores, foi escolhida de forma que as perturbações magnéticas geradas pelo LEM atuem, principalmente, na região ao redor da superfície magnéticas q=3. De fato, realizando-se medidas do campo magnético radial gerado pelo LEM, para se investigar a dependência dos campos de perturbação produzidos em função das coordenadas, r, 'teta' e 'fi' do tokamak, foi obtido que o modo m=3 é dominante representando 53% do espectro MHD. As espiras do LEM foram contruídas para serem alimentadas com correntes de até 3 kA, durante um intervalo de tempo de 50 ms, utilizando-se uma fonte de potência que também foi construída para este trabalho. Esta fonte é composta, basicamente, de um banco de 220 capacitores eletrolíticos (C = 0,63 F), todos ligados em paralelo, e de 5 indutores (4 deles com L = 2,5 mH e um com L = 4 mH). Os efeitos produzidos pela atuação do LEM no plasma, parte principal deste trabalho, foram investigados utilizando-se os vários diagnósticos disponíveis na bolometria, o sistema de bobinas de Mirnov, a sonda eletrostática e os detetores de emissão ECE, de 'H-alfa', de raios-X de baixas energias, etc. Como resultado desta investigação foram observadas, entre outras coisas, mudanças no comportamento magnetohidrodinâmico do plasma, que resultaram em uma atenuação ou crescimento da atividade MHD, como pode ser constatado através das oscilações de Mirnov. De forma geral, para correntes acima de 1,5 kA nas espiras do LEM, foram observadas ocorrências de disrupturas maiores em 46% das descargas de plasma. Na maioria destes casos, foi observado um aumento significativo da densidade eletrônica (até valores próximos do 'limite de alta densidade' do TCABR) quanto se constata um forte crescimento do modo m=2 (com até 64% do espectro MHD), indicando ser este modo o principal responsável pela ocorrência destas instabilidades. É importante mencionar que em alguns casos, também foram observadas a ocorrência de instabilidades 'dentes-de-serra' nos sinais dos detetores de emissão de raios-X moles, quando se aplicava uma corrente relativamente alta no LEM. Em alguns casos escolhidos para análise, o valor do parâmetro de superposição entre as ilhas magnéticas m=2 e m=3, mostraram um aumento gradual (desde valores S(2-3) = 0,5) ao se aproximar o instante de ocorrência da disruptura maior, quando se atingem valores de S(2-3) = 1,2. Em vários destes casos, também foram observadas ocorrências de disrupturas menores que precedem as maiores. Ainda nesta situação, foi observado que os modos m=2 e m=3 são os mais intensos no plasma, com intensidades semelhantes (40% e 35%, respectivamente). Nestas descargas, foi constatado que o valor do parâmetro de superposição entre ilhas também aumenta significativamente, alcançando valores em torno de S(2-3) = 1,1 instantes antes da disruptura menor acontecer. Finalmente, também foi observado um aumento significativo da emissão de raios-X moles e da potência total irradiada pelo plasma, mesmo depois destes sinais serem corrigidos em relação ao aumento da densidade eletrônica, o que indica um possível aumento da temperatura do plasma e/ou mudança de seu perfil radial. Estas foram também as indicações obtidas das medidas de emissão de radiação eletrociclotrônica.

Este trabalho descreve um modelo para auditar a qualidade de um software. Os atributos da qualidade são agrupados em fatores relacionados com o grau de satisfação do usuário (Fatores de Qualidade de Serviço) e com o grau de qualidade do produto (Fatores de Qualidade de Engenharia). Os fatores são refinados até a obtenção de critérios diretamente quantificáveis, sendo proposto um método para a escolha destes critérios. Um método para agregar as medidas resultantes da avaliação destes critérios é também proposto. O processo de agregação conside.ra a falta de qualidade de um atributo em relação aos valores previamente estipulados pelo usuário. o processo de avaliação descreve os procedimentos necessários para que o auditor quantifique o critério de qualidade. Um sistema, que implementa o modelo proposto, é qualidade. desenvolvido para apoiar o auditor nas tarefas de controle de qualidade.

Um novo sistema de bobinas de Mirnov (SCBM), composto de 24 bobinas magnéticas (assim como toda a eletrônica associada ao tratamento dos sinais), foi construído, instalado e colocado em operação para o estudo das instabilidades MHD no plasma do tokamak TCABR. Deste conjunto de bobinas, 22 delas foram instaladas ao redor de uma secão poloidal e, as outras duas, em diferentes posições toroidais, todas no interior da câmara de vácuo do TCABR. O posicionamento assimétrico destas, na direção poloidal, foi feito de forma a corrigir os efeitos produzidos pela toroidicidade do tokamak. Além disso, para a análise dos modos MHD presentes ao longo das descargas de plasma, é proposto um modelo físico simplificado que tem em conta, basicamente, o efeito da superposição de ondas em todas as bobinas magnéticas do sistema. A partir da modulação, das amplitudeds e da defasagem angular obtida entre os sinais experimentais do SCBM, são realizadas simulações para se determinar a intensidade dos modos e a composição do espectro MHD nas descargas de plasma TCABR. Também, foi contrtuído e instalado no interior da câmara de vácuo do tokamak TCABR um Limitador Ergódico Magnético (LEM), para investigar o efeito da atuação de campos magnéticos perturbativos no plasma. A geometria utilizada para o posicionamento dos segmentos condutores, foi escolhida de forma que as perturbações magnéticas geradas pelo LEM atuem, principalmente, na região ao redor da superfície magnéticas q=3. De fato, realizando-se medidas do campo magnético radial gerado pelo LEM, para se investigar a dependência dos campos de perturbação produzidos em função das coordenadas, r, 'teta' e 'fi' do tokamak, foi obtido que o modo m=3 é dominante representando 53% do espectro MHD. As espiras do LEM foram contruídas para serem alimentadas com correntes de até 3 kA, durante um intervalo de tempo de 50 ms, utilizando-se uma fonte de potência que também foi construída para este trabalho. Esta fonte é composta, basicamente, de um banco de 220 capacitores eletrolíticos (C = 0,63 F), todos ligados em paralelo, e de 5 indutores (4 deles com L = 2,5 mH e um com L = 4 mH). Os efeitos produzidos pela atuação do LEM no plasma, parte principal deste trabalho, foram investigados utilizando-se os vários diagnósticos disponíveis na bolometria, o sistema de bobinas de Mirnov, a sonda eletrostática e os detetores de emissão ECE, de 'H-alfa', de raios-X de baixas energias, etc. Como resultado desta investigação foram observadas, entre outras coisas, mudanças no comportamento magnetohidrodinâmico do plasma, que resultaram em uma atenuação ou crescimento da atividade MHD, como pode ser constatado através das oscilações de Mirnov. De forma geral, para correntes acima de 1,5 kA nas espiras do LEM, foram observadas ocorrências de disrupturas maiores em 46% das descargas de plasma. Na maioria destes casos, foi observado um aumento significativo da densidade eletrônica (até valores próximos do 'limite de alta densidade' do TCABR) quanto se constata um forte crescimento do modo m=2 (com até 64% do espectro MHD), indicando ser este modo o principal responsável pela ocorrência destas instabilidades. É importante mencionar que em alguns casos, também foram observadas a ocorrência de instabilidades 'dentes-de-serra' nos sinais dos detetores de emissão de raios-X moles, quando se aplicava uma corrente relativamente alta no LEM. Em alguns casos escolhidos para análise, o valor do parâmetro de superposição entre as ilhas magnéticas m=2 e m=3, mostraram um aumento gradual (desde valores S(2-3) = 0,5) ao se aproximar o instante de ocorrência da disruptura maior, quando se atingem valores de S(2-3) = 1,2. Em vários destes casos, também foram observadas ocorrências de disrupturas menores que precedem as maiores. Ainda nesta situação, foi observado que os modos m=2 e m=3 são os mais intensos no plasma, com intensidades semelhantes (40% e 35%, respectivamente). Nestas descargas, foi constatado que o valor do parâmetro de superposição entre ilhas também aumenta significativamente, alcançando valores em torno de S(2-3) = 1,1 instantes antes da disruptura menor acontecer. Finalmente, também foi observado um aumento significativo da emissão de raios-X moles e da potência total irradiada pelo plasma, mesmo depois destes sinais serem corrigidos em relação ao aumento da densidade eletrônica, o que indica um possível aumento da temperatura do plasma e/ou mudança de seu perfil radial. Estas foram também as indicações obtidas das medidas de emissão de radiação eletrociclotrônica.

Neste trabalho são apresentados e discutidos resultados referentes à formação e ao equilíbrio da corrente de plasma no TBR, Tokamak projetado e construído no Instituto de Física da Universidade de São Paulo. As curvas de ruptura, determinadas para hidrogênio, argônio e hélio são comparadas com um modelo simples, apresentando um acordo razoável. É verificada a influência de campos magnéticos espúrios na formação do plasma e são encontradas condições que auxiliam no processo de ruptura. São mostrados perfis temporais característicos da corrente de plasma e voltagem de loop para disparos onde se obtém equilíbrio. É feita uma comparação dos resultados experimentais com um modelo para descarga em tokamaks aquecidos ohmicamente. Tendo a carga efetiva como parâmetro, os resultados apresentam um razoável acordo com o modelo. / In this work are presented and discussed results of the formation and equilibrium of the plasma current in TBR, a small tokamak, designed and contructed at the Instituto de Física da Universidade de São Paulo. The measured breakdown curves for H2, A and He are compared with the predictions of a simple model with reasonable agreement. The influence of stray magnetic fields in the plasma formation is investigated and conditions are chosen to facilitate the breakdown. The time profile of loop voltage and plasma current for shots with plasma equilibrium are shown. A comparison is made between experimental results and analytical-numerical model for tokamaks discharges with ohmic heating. Reasonable agreement is obtained when Z, effective atomic number, is assumed as a parameter.

O orbitrom é um dispositivo onde elétrons injetados são confinados eletrostaticamente. Adotando-se um tratamento de fluidos e o modelo de órbitas circulares, analisamos as oscilações e instabilidades destes elétrons orbitantes, interagindo primeiramente com um campo elétrico azimutal e depois com os campos eletromagnéticos (modos TM) presentes num dispositivo tipo orbitron. Verificamos a possibilidade da existência de instabilidades em frequências na região de microondas. Estas frequências são bem maiores que a frequência eletrônica (de oscilação) de plasma. Sugerimos a viabilidade de que o dispositivo orbitron, possa ter como uma de suas aplicações, a geração de radiações eletromagnéticas de altas frequências, especialmente na faixa de microondas

Neste trabalho são apresentados os resultados de investigações realizadas em uma descarga de rádio-frequência acoplada indutivamente, operando na faixa de pressão de 1 mtorr a 200 mtorr de argônio, com potências de 50 W a 400 W e frequência de 11,41 MHz. Inicialmente foi feito um estudo da ruptura do gás seguido da análise de um modelo teórico para a descarga. Dois modos de operação da descarga foram identificados, modo E e modo H. Através de sonda simples e sonda dupla caracterizamos as propriedades da descarga operando nos distintos modos. A transição entre os modos da descarga foi caracterizada através de curvas de variação da temperatura de elétrons e densidade de plasma em função da pressão do gás e potência de RF.

Neste trabalho são apresentados os estudos de formação de diversas especies de ions positivos e negativos de hidrogenio feitos a maquina de plasma quiescente (PQUI-I) do Laboratorio Associado de Plasma do INPE (LAP-INPE) utilizando-se dois metodos para medidas das concentracoes de ions nos plasmas. O metodo das pressões parciais utiliza uma sonda eletrostática de Langmuir e um medidor de pressão por ionização fornecendo resultados relativos dasconcentrações ionicas; o segundo destina-se as medidas de densidadee temperaturas de ions negativos utilizando-se uma sonda sensivel aions negativos construida no LAP-INPE. Também e apresentado o sistema de aquisição e analise de dados por computador instalado naPQUI-I como parte deste trabalho.