Electromagnetismo (Curso 2018/2019)

Idioma ESPAÑOL, INGLES

Créditos ECTS 6

Profesores

 Laura Abad Toribio - Coordinadora

Objetivos

    Esta asignatura pretende establecer, de forma rigurosa mediante las ecuaciones de Maxwell, los principios fundamentales del Electromagnetismo y su aplicación a la resolución de diferentes configuraciones de campos y fuentes. Asimismo introduce al alumno en el análisis de los conceptos básicos que constituyen el núcleo del modelo descriptivo de la radiación y propagación electromagnéticas.

Competencias

    · Capacidad para la selección de antenas, equipos y sistemas de transmisión, propagación de ondas guiadas y no guiadas, por medios electromagnéticos, de radiofrecuencia u ópticos y la correspondiente gestión del espacio radioeléctrico y asignación de frecuencias.
    
    

Resultados de aprendizaje

    · Conocer las ecuaciones de Maxwell, los principios fundamentales del Electromagnetismo y su aplicación a la transmisión de señales por medio guiados y no guiados.
    · Manejo de la documentación técnica en el campo de las comunicaciones necesaria en el idioma propio y extranjero (inglés).
    
    

Requisitos previos

    No se han establecido requisitos previos
    

Descripción de los contenidos

    BLOQUE 1:
     Tema 1: Introducción matemática
     Coordenadas curvilíneas ortogonales: cilíndricas y esféricas. Campos escalares y vectoriales. Gradiente, divergencia y rotacional. Flujo y circulación. Teorema de Stokes. Teorema de Gauss.
    
     Tema 2: Electrostática en el vacío
     Ley de Coulomb. Campo eléctrico. Potencial eléctrico . Dipolo eléctrico. Desarrollo multipolar del potencial. Conductores. Condensadores. Cálculo de la capacidad para cualquier geometría. Coeficientes de capacidad y de inducción. Asociación de condensadores.
    
     Tema 3: Electrostática en medios materiales
     Vector polarización, cargas de polarización. Campo eléctrico en un dieléctrico;;;; vector desplazamiento. Rigidez dieléctrica. Vectores del campo en la frontera entre dos medios diferentes. Distribuciones del campo.
    
     Tema 4: Energía y fuerzas electrostáticas
     Energía electrostática de una distribución de cargas. Energía en un condensador y densidad de energía en el campo electrostático. Fuerzas.
    
     Tema 5: Resolución de problemas electrostáticos con valores en la frontera . Ecuaciones de Poisson y de Laplace. Método de las imágenes.
    
     BLOQUE 2:
    
     Tema 6: Corriente eléctrica
     Densidad de corriente. Ecuación de continuidad. Ley de Ohm. Ley de Joule. Fuerza electromotriz.
    
     Tema 7: Magnetostática en el vacío
     Vector inducción magnética. Ley de Ampère. Fuerzas sobre circuitos;;;; momento magnético de un circuito. Dipolo magnético. Ley de Biot y Savart. Aplicaciones. Potencial magnético vector.
    
     Tema 8: Campos magnéticos en medios materiales
     Vector imanación. Generalización del Teorema de Ampère. Vector intensidad de campo magnético. Materiales magnéticos. Vectores magnéticos B, H y M. Condiciones en la frontera entre dos medios magnéticos. Circuitos magnéticos.
    
     Tema 9: Inducción electromagnética
     Ley de Faraday. Inducción electromagnética. Transformadores. Coeficientes de inducción. Energía magnética.
    
     Tema 10: Campos electromagnéticos. Ecuaciones de Maxwell
     Ecuaciones de Maxwell en forma diferencial y en forma integral. Ecuación de ondas. Guías de ondas.

Actividades formativas

    1. Presentación en el aula de los conceptos relacionados con las asignaturas que componen cada materia y la resolución de problemas que permitan al estudiante conocer cómo abordarlos, así como otras sesiones de tipo presencial en grupo como clases de discusión, puesta en común, etc.
    
    2. Actividades de laboratorio de dificultad creciente que permitan al estudiante ir adquiriendo la capacidad de alcanzar autonomía en la resolución de problemas,
    
     3. Realización de trabajos en pequeños grupos fuera del aula.
    
    4. Estudio personal, elaboración de informes, realización de prácticas, etc. como trabajo independiente del estudiante o grupo de estudiantes.
    
     5. Pruebas de evaluación.
    
    
    
    
    
    

Cronograma

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Sesión: Número de orden dentro de la asignatura. Actividad formativa: MG Clase Magistral,SM Seminario,LB Laboratorios,TL Taller,PC Práctica Clínica,EV Evaluación.

Sesión Actividad Descripción Evaluación
MG1Presentación de la asignatura
MG2Analisis vectorial
MG3Analisis vectorial
MG4Analisis vectorial
MG5Problemas de analisis vectorial
MG6Campo eléctrico en el vacío
MG7Calculo de campo eléctrico por integración directa
MG8Gauss y potencial
MG9Ejemplo de problemas de Gauss
MG10Dipolo, desarrollo multipolar del potencial
MG11Ejemplos de desarrollos multipolares
MG12Condensadores, coeficientes de capacidad y de inducción
EV13Evaluación de todo lo anterior, examen escrito de resolución de problemas (15%) , resto de pruebas (5%)20%
MG14Vector polarización y desplazamiento eléctricos
MG15Condensadores con dieléctricos
MG16Energía electrostatica
MG17Fuerzas
MG18Ejemplos de problemas con dieléctricos, fuerzas y energías
MG19Ecuaciones de Poisson y Laplace. Casos sencillos abordables mediante la ecuación de Laplace
MG20Ecuaciones de Poisson y Laplace. Casos sencillos abordables mediante la ecuación de Laplace
MG21Ejemplos de Poisson y Laplace
MG22Método de las imagenes. Cargas puntuales y planos
MG23Método de las imagenes. Cargas puntuales y esferas
MG24Entrega de pruebas dieléctricos, fuerzas y energía, Laplace, Poisson e imágenes electrostáticas10%
MG25Repaso primer cuatrimestre
EV26Examen escrito de resolución de problemas (dieléctricos, fuerzas y energía, Laplace, Poisson e imágenes electrostáticas)
EV27Examen escrito de resolución de problemas (dieléctricos, fuerzas y energía, Laplace, Poisson e imágenes electrostáticas)20%
MG28Corriente eléctrica: Corriente y densidades de corriente
MG29Corrientes de conducción. Resistencia, asociaciones. Capacidad. Relaciones RC
MG30Ejemplo de problemas de corriente
MG31Magnetostatica en el vacío. Fuerza entre circuitos.
MG32Magnetostatica en el vacío. Biot-Savart
MG33Magnetostatica en el vacío. Ley de Ampere
MG34Ejemplos tipo
MG35Magnetostatica en el vacío. Campo H
EV36Evaluación de lo anterior , corriente y magnetostática en el vacío (15% examen escrito, 5% resto de pruebas)20%
MG37Vector imanación, densidades de corriente de imanación
MG38Polos magnéticos, potencial magnético escalar
MG39Relaciones entre B, H y M
MG40Ejemplos tipo
MG41Susceptibilidad y materiales magnéticos, histéresis
MG42Circuitos y electroimanes
MG43Reluctancia
MG44Ejemplos tipo
MG45Ley de Faraday-Lenz
MG46Medios estacionarios y medios en movimiento
MG47Autoinducción e inductancia mutua
MG48Inductancia mutua
MG49Energía magnética
EV50Diseño de un blog de electromagnetismo10%
MG51Corriente de desplazamiento y Ecuaciones de Maxwell. Ondas y guías
MG52Corriente de desplazamiento y Ecuaciones de Maxwell. Ondas y guías
EV53Examen escrito desde imanación hasta final de curso y diversas pruebas
EV54Examen escrito desde imanación hasta final de curso (15%), diversas pruebas (5%)20%

Sistema y criterios de evaluación

    EVALUACIÓN POR CURSO
    Casos prácticos propuestos para su resolución aplicando los conocimientos adquiridos en las distintas materias, y pruebas que vayan siguiendo el proceso formativo y vayan recogiendo las competencias que va adquiriendo el estudiante (30%, entregas de problemas, cuestionarios, Informes laboratorio, blog...).
    
    
    Exámenes escritos que recojan el conjunto de actividades formativas realizadas en el aula (70%)
    
    CONVOCATORIA ORDINARIA
    Examen (100%). El examen será sobre todos los contenidos del curso.
    
    Si los estudiantes han aprobado el primer cuatrimestre o el segundo podrán liberar dicha parte.
    1º Q, TEMAS1,2,3,4,5
    2º Q TEMAS 6,7,8 , 9 y 10
    
    CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA
    Examen (100%). El examen será sobre todos los contenidos del curso.
    
    

Bibliografía

    Básica:
    1.- Abad Toribio, Laura
            Teoría y problemas resueltos de electromagnetismo: Madrid : Bellisco, 2004
            ISBN: 8495279789
    2.- William T Smith
            Electromagnetics: : McGraw-Hill
            ISBN: 0071398791
    Complementaria:
    3.- Cheng, David K.
            Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería: México : Addison Wesley Longman, 1998
            ISBN: 9684443277