Electricidad y Magnetismo (2010)
Diagrama de temas
-
Profesores
Ándres Prieto Gala
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
-
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.
-