G1031226 - Electromagnetismo II (Fundamentos de Física) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 34.00
• Clase Interactiva Seminario: 14.00
• Horas de Titorías: 3.00
• Total: 51.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Física Aplicada
• Áreas: Electromagnetismo
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
BALDOMIR FERNANDEZ, DANIEL.	SI
PARDO CASTRO, VICTOR.	NON

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo /CLE_02	Horarios	Clase Expositiva	SI	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS05	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo /TI-ECTS06	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
O obxectivo principal desta materia é completar a formación do estudante, xunto á materia Electromagnetismo I, na formulación de Maxwell da teoría clásica do Electromagnetismo, entendendo así o significado e aplicacións das catro ecuacións de Maxwell.

En particular, en Electromagnetismo II, verase o formalismo da Magnetostática, tanto no baleiro como en presenza de materia, a lei de indución de Faraday, as 4 ecuacións de Maxwell, así como os conceptos relacionados coa propagación de ondas electromagnéticas no baleiro e en medios condutores; e iniciarase aos estudantes na teoría de circuítos eléctricos en corrente continua e alterna.

Son obxectivos xenerais deste curso:

- Alimentar o interese dos estudantes pola observación, interpretación e coñecemento dos fenómenos físicos.

- Comprender e manexar con claridade o método e os principios básicos do Electromagnetismo, así como a terminología que lle é propia.

- Saber aplicar os coñecementos teóricos á resolución de problemas prácticos.

- Coñecer a interrelación entre o Electromagnetismo coas distintas partes da Física, resaltando os seus principios unificadores.

- Comprender a relevancia do Electromagnetismo para a Ciencia e Tecnoloxía actuais.

Contidos
1. Magnetostática:

- Cargas puntuais en movemento nunha rexión onde existen campos E e/ou B.
- Interaccións magnéticas de correntes lineais estacionarias.
- A lei de Biot e Savart: Campo producido por circuítos sinxelos.
- Propiedades do campo magnetostático. Teorema de Ampére.
- Potencial vector magnético. Dipolo magnético.
- Potencial escalar magnético.

2. Medios materiais magnéticos: Estudo macroscópico.

- Vector imanación; campo magnético producido por un material imanado.
- Generalización do teorema de Ampére: o vector H.
- Inicio macroscópico á clasificación magnética da materia: diamagnetismo, paramagnetismo e ferromagnetismo.
- Os vectores H e B na fronteira dos medios.
- Circuítos magnéticos.


3. Indución electromagnética.

- Circuíto nun campo magnético: Lei de Faraday.
- Campo eléctrico.
- Sistema cuasiestacionario de intensidade: coeficientes de autoinducción e de indución mutua.
- Aplicacións.

4. Enerxía e forzas magnéticas.

- Enerxía almacenada nun campo magnético. Densidade de enerxía.
- Enerxía en función das correntes e do fluxo magnético: enerxía dun sistema de correntes.
- Forzas entre circuítos.




5. Ecuacións de Maxwell.

- Corrente de desprazamento.
- Ecuacións de propagación dos campos.
- Potenciais electrodinámicos. Potenciais retardados.
- Enerxía electromagnética: Teorema de Poynting.

6. Ondas electromagnéticas.

- Ecuación de onda. Onda plana.
- Notación fasorial: Ecuacións para variacións temporais de tipo armónico.
- Relación entre os campos eléctrico e magnético.
- Potencia transmitida. Presión da radiación.
- Propagación en medios parcialmente condutores.
- Propagación en bos condutores.
- Espectro electromagnético: Radiación ionizante e non ionizante.

7. Teoría de circuítos.

- Conexión entre teoría de circuítos e a teoría electromagnética. Leis de Kirchhoff. Límites de validez.
- Elementos dun circuíto.
- Método das mallas para a análise de redes.
- Principio de superposición.
- Potencia. Corrección do factor de potencia. Teorema de Tellegen.
- Teorema de Thévenin.
- Teorema de Norton.
- Resolución de problemas.

Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía básica:

Libros de teoría:
- Edminister, Joseph A., Teoría y problemas de circuitos eléctricos, McGraw-Hill, 2ª ed, 1985 (3 B10 16).
- Feynman, R., Leighton, R. e Sands, M., Fisica, vol II (Electromagnetismo y Materia) (3 A00 19 A/2).
- Fraile Mora, Jesús, Electromagnetismo y circuitos eléctricos, McGraw-Hill, 4ª ed, 2005 (3 A41 97).
- Griffiths, D. J., Introduction to Electrodynamics, 3rd ed, Prentice Hall, 1999, (3 A41 71).
- López Rodríguez, Victoriano, Electromagnetismo, Uned 2003.
- Purcell, E. M., Electricidad y Magnetismo, Reverté, 1969. (3 A41 21)
- Rodríguez, M., González, A., Bellver, C., Campos Electromagnéticos, 2ª ed, Ed. Universidade de Sevilla, 1999. (3 A41 61)
- Wangsness, R. L., Electromagnetic Fields, 2º ed, John Wiley and Sons, 1986. (3-A41-11A)


Libros de problemas:

- Benito, E., Problemas de Campos Electromagnéticos, Ed Ac, 1976. (3 A41 47)
- López Rodríguez, Victoriano. Problemas resueltos de Electromagnetismo, Centro de Estudos Ramón Areces, 2003. (3 A41 37)
- González, A. Problemas de campos electromagnéticos, Serie Schaum, Mc Graw Hill, 2005. (3 A41 92). (Unha moi boa colección de apuntes de teoría e problemas do mesmo autor pode ser atopada en http://laplace.us.es/campos/ )


Bibliografía complementaria:

- Costa Quintana, Juan, Interacción electromagnética: teoría clásica, Reverté, 2007 (3 A41 101).
- Cheng, David K., Fundamentos de Electromagnetismo para ingeniería, Addison-Wesley, 1997 (3 A41 73).
- Edminister, Joseph A., Electromagnetismo, McGraw-Hill, 1996 (3 A41 49).
- Popovic, B. D. Introductory Engineering Electromagnetics, Addison-Wesley, 1973. (Libro de teoría 3 A41 98 A1, Solucionario 3 A41 98 A2).
- Reitz, J. R., Milford, F. J., Christy, R. W., Fundamentos de la teoría electromagnética, Addison-Wesley, 1996. (3 A41 20)
- Zahn, M. Teoría Electromagnética, Interamericana, 1983. (3 A41 39). A versión inglesa deste libro é de libre acceso en http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-013Fall-2005/ElectromagneticFieldTheoryTextbook/index.htm )



Recursos na rede:

- Campos Electromagnéticos, Enxeñería Industrial, Universidade de Sevilla
( http://www.esi2.us.é/DFA/CEMI/home.htm).
- Curso de M. Peskin en Stanford, Physics120, (http://www.slac.stanford.edu/mpeskin/peskin.html).
- Curso de K. T. McDonald en Princeton: (http://www.physics.princeton.edu/mcdonald/examples/#ph501).
- Cursos en aberto de Física do MIT, en particular os distintos cursos de Physics II: Electricity and magnetism con diferentes enfoques.
(http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/index.htm)

Competencias
As principais competencias que o alumno debe adquirir nesta materia son as seguintes:

- Comprender os fenómenos físicos de magnetostática e ser capaz de calcular campos magnéticos en xeometrías sinxelas.
- Aprender a utilizar as técnicas de cálculo vectorial para o estudo de fenómenos electromagnéticos.
- Ser capaces de distinguir a simetría particular do problema, que nos indicará o procedemento máis adecuado a seguir.
- Coñecer os límites de validez da aproximación da magnetostática.
- Saber calcular a enerxía magnetostática e a forza entre distribucións de correntes estacionarias.
- Comprender o fenómeno de indución electromagnética e a importancia das súas múltiples aplicacións.
- Coñecer os fundamentos de propagación das ondas electromagnéticas.
- Manexar o concepto de onda plana como idealización matemática que permite calcular multitude de propiedades ondulatorias.
- Resolver circuítos eléctricos sinxelos, tanto en corrente alterna como continua.
- Aprender a simplificar circuítos eléctricos mediante as equivalencias de fontes ideais.

En canto á adquisición de hábitos de traballo, destacaremos:

- Desenvolver un espírito crítico e creativo, sentido común, capacidade de observación e de intuición.
- Afacerse ao manexo da bibliografía.
- Desenvolver a capacidade do alumno para dirixir a súa propia aprendizaxe, baseado nos recursos recomendados polo profesor.

Son tamén puntos a incentivar:

- A exposición clara e segura de opinións e resultados: o emprego preciso da linguaxe.
- A práctica do razoamento correcto.
- Ser receptivo ante o novo e saber adaptarse ás novas situacións.
- Ter capacidade para achegar solucións creativas aos novos problemas que se expoñan.

Metodoloxía da ensinanza
A materia está estruturada en 4 horas de clases semanais durante o segundo cuadrimestre. Consistirán de tres clases expositivas nas que se exporán os contidos do programa, fomentando en todo momento a participación activa dos estudantes. Incluiranse nelas tamén un bo número de exemplos. Os problemas a resolver nas clases interactivas, unha á semana, serán entregados previamente aos alumnos para que vaian traballando na súa solución previamente á resolución dos mesmos polo profesor. Aconséllase aos alumnos a utilización de tutorías.
Sistema de evaluación
O alumno poderá escoller entre dous itinerarios:

- Itinerario A: o alumno deberá asistir polo menos ao 85 % das clases.

No itinerario Á avaliación constará de dous partes:

- A nota provinte do exame final na data oficial será a parte máis importante da nota final da asignatura

- Adicionalmente, valoraranse os seguintes conceptos: entrega de boletíns, de cuestións e problemas, traballos personais, participación en clase, etc.

Neste itinerario, en caso de facerse controis intermedios, estos poderán substituir ó exame final en caso de superarse todos.

- Itinerario B: o alumno non necesitará asistir ó 85% das clases. Neste itinerario, a avaliación farase exclusivamente mediante o exame final. A asistencia a clase e ás actividades complementarias será recomendable, pero non obligatoria.

O exame final da asignatura terá lugar na data asignada polo decanato da Facultade de Física. As probas de coñecemento, tanto intermedias como o exame final, poderán consistir na resolución de problemas e cuestións conceptuais directamente relacionados cos contidos e técnicas estudiadas na asignatura.
Tempo de estudo e traballo persoal
150 horas: 48 presenciais, 3 titorias e 99 de traballo persoal.


Recomendacións para o estudo da materia
O curso correspóndese cun curso de nivel medio de Electromagnetismo. Recoméndase superar previamente os cursos de Física Xeral I e II, todos os Métodos Matemáticos I a IV e Electromagnetismo I.