Diagrama de temas

  • Electricidad y Magnetismo (2010)

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    Profesores

    Ándres Prieto Gala

    José Antonio Pereda Fernández

    Ana Grande Sáez

    Óscar González Rodríguez

    Departamento de Ingeniería de Comunicaciones

    En la naturaleza se suelen considerar cuatro tipos de fuerza distintos: débil, fuerte, gravitatoria y electromagnética. El objeto del Electromagnetismo es estudiar los fenómenos producidos por cargas y/o corrientes eléctricas. En este curso se realizará una introducción a los fenómenos básicos en el ámbito de la electricidad, el magnetismo y la inducción electromagnética. Se realiza una expresión de los mismos mediante leyes matemáticas y se describen sus aplicaciones más importantes en ciencia e ingeniería. Con tal fin, el curso de divide en ocho temas. En el tema 1 (Vectores, Sistemas de Coordenadas e Integrales) se proporciona la base matemática necesaria para el resto del curso. A continuación, en los temas 2 (Campo Electrostático en el Vacío) y 3 (Potencial Eléctrico) se estudian los fenómenos producidos por cargas eléctricas en reposo o equilibrio. En el tema 4 (Campo Electrostático en Medios Materiales) se analiza como dichas cargas actúan sobre los medios materiales. En el tema 5 (Corriente Eléctrica y Fuerza Electromotriz) se introduce el concepto de corriente eléctrica, para abordar posteriormente en los temas 6 (El Campo Magnético) y 7 (Fuentes del Campo Magnético) la magnetostática. Por último, el tema 8 (Inducción Electromagnética) se dedica en exclusiva al fenómeno de la inducción electromagnética.


    Palabras Clave de la Asignatura

    Corriente Eléctrica, Campo Eléctrico, Potencial Eléctrico, Ley de Biot y Savart, Ley de Coulomb, Ley de Gauss, Campo Magnético, Inducción Electromagnética, Ley de Ampere, Ley de Faraday

  • Programa

    programa

    Datos identificativos de la Asignatura

    • Denominación: Electricidad y magnetismo

    • Código: M722

    • Departamento: Departamento de Ingeniería de Comunicaciones

    • Área de Conocimiento: Electromagnetismo

    • Tipo: Troncal

    • Curso y cuatrimestre: Segundo

    • Título: INGENIERO TECNICO DE TELECOMUNICACION. ESPECIALIDAD EN SISTEMAS ELECTRONICOS

    • Centro: Escuela superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicaciones

    • Web:

    • Profesor responsable: Ándres Prieto Gala / José Antonio Pereda Fernández / Ana Grande Sáez / Óscar González Rodríguez


    Programa de la asignatura

    TEMA 1: VECTORES, SISTEMAS DE COORDENADAS E INTEGRALES:

    • 1. Introducción: Magnitudes escalares y vectoriales.
    • 2. Álgebra vectorial: Introducción, definiciones, leyes del álgebra vectorial, vectores unitarios.
    • 3. Productos de vectores: producto escalar, producto vectorial, otros productos.
    • 4. Sistemas de coordenadas ortogonales en 2D: Coordenadas Cartesianas, Coordenadas polares.
    • 5. Sistemas de coordenadas en 3D: Coordenadas cartesianas, Coordenadas cilíndricas.
    • 6. Campos escalares y vectoriales. Cálculo integral: Integral de línea, Integral de superficie, Integral de volumen.

     

    TEMA 2: CAMPO ELECTROSTÁTICO EN EL VACÍO:

    • 1. Introducción.
    • 2. Carga eléctrica: Reseña histórica, Constitución de la materia, Cuantización y conservación de la carga,
    • Unidades de carga.
    • 3. Distribuciones continuas de carga. 4. Conductores y aislantes: Inducción electrostática.
    • 5. Ley de Coulomb.
    • 6. El campo eléctrico: Concepto, Definición.
    • 7. Campo eléctrico debido a una distribución de cargas puntuales: Principio de superposición.
    • 8. Campo eléctrico debido a distribuciones continuas de carga.
    • 9. Líneas de fuerza.
    • 10. Flujo del campo eléctrico.
    • 11. Ley de Gauss: Enunciado y consecuencias.
    • 12. Aplicaciones de la ley de Gauss.

     

    TEMA 3: POTENCIAL ELÉCTRICO:

    • 1. Introducción.
    • 2. Energía potencial eléctrica: Trabajo electrostático, Carácter conservativo del campo eléctrico, Energía potencial electrostática.
    • 3. Potencial eléctrico.
    • 4. Potencial debido a distribuciones de carga: Cálculo a partir del campo eléctrico, Cálculo directo debido a distribuciones discretas de carga, Cálculo directo debido a distribuciones continuas de carga.
    • 5. Energía electrostática de formación de distribuciones de carga: Energía de distribuciones discretas, Energía de distribuciones continuas.
    • 6. Cálculo del campo eléctrico a partir del potencial: Superficies equipotenciales, Gradiente del potencial.

     

    TEMA 4: CAMPOS ELECTROSTÁTICOS EN MEDIOS MATERIALES:

    • 1. Introducción.
    • 2. Conductores en equilibrio electrostático.
    • 3. Conductores con cavidades: Apantallamiento electrostático.
    • 4. Aplicaciones.
    • 5. Capacitancia: Capacidad de un conductor, Condensadores, Asociación de condensadores.
    • 6. Energía de un condensador: Energía en un conjunto de conductores, Energía en un condensador
    • 7. Medios dieléctricos. Consideraciones generales 
    • 8. Experimento de Faraday.
    • 9. Interpretación del experimento de Faraday: Densidad de carga de polarización, Vectores polarización y desplazamiento, Susceptibilidad y permitividad dieléctricas.
    • 10. Diseño de condensadores. 
    • 11. Ley de Gauss en medios dieléctricos. 
    • 12 Energía eléctrica en problemas con dieléctricos.

     

    TEMA 5: CORRIENTE ELÉCTRICA Y FUERZA ELECTROMOTRIZ:

    • 1. Conducción, velocidad de arrastre y movilidad de los portadores.
    • 2. Intensidad y densidad de corriente.
    • 3. Ecuación de continuidad de la carga y primera ley de Kirchhoff.
    • 4. Ley de Ohm, conductividad y resistencia.
    • 5. Consumo de potencia en los conductores: Ley de Joule.
    • 6. Fuerza electromotriz y segunda ley de Kirchhoff.

     

    TEMA 6: EL CAMPO MAGNÉTICO:

    • 1. Introducción.
    • 2. El campo magnético
    • 3. Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético.
    • 4. Aplicaciones del movimiento de partículas en campos: Selector de velocidades, espectrómetro de masas.
    • 5. Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente.
    • 6. Momento de fuerza sobre una espira con corriente: Momento dipolar magnético.

     

    TEMA 7: FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO:

    • 1. Introducción. 
    • 2. Ley de Biot y Savart: Campo magnético creado por corrientes volúmicas, Campo magnético creado por cargas puntuales en movimiento. 
    • 3. Ley de circulación de Ampère. 
    • 4. Flujo magnético y ley de Gauss. 
    • 5. Magnetismo en la materia: Corrientes de magnetización y vector magnetización, Intensidad de campo H, Clasificación de sustancias magnéticas, Ferromagnetismo.

     

    TEMA 8: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA:

    • 1. Ley de Faraday.
    • 2. Fuerza electromotriz debida al movimiento.
    • 3. Aplicaciones: Generadores, Motores, Fuerza contraelectromotriz.
    • 4. Autoinducción e inducción mutua.
    • 5. Energía del campo magnético.
    • 6. Corriente de desplazamiento.
    • 7. Ecuaciones de Maxwell.