Electricidad y Magnetismo

Curso 2009-20

Electricidad y Magnetismo • • • •

Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones. Asignatura de 2º Curso. Primer Cuatrimestre. Profesor: José Luis Fernández Jambrina. Horario de Clases: – Grupo21.1 Aula B6. Lunes de 11 a 13, MIércoles11 a 13

• Calendario de Clases: – En el plan de estudios: 6 Créditos: 60 Horas. (Reales) – Este año: (13xLunes + 14xMiércoles + 16-Oct)*2horas= 56 Horas

• Tutorías (Edificio C Despacho 411 ó Laboratorio 415): – Preferente: M: 11-12 – Otras:

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El plan de estudios P94. Relación con otras Asignaturas troncales y Obligatorias.

Campos Electromag. II

Eléctronicas

Campos Radiación y Electromag. Propagación I

Análisis de circuitos

Electricidad y Magnetismo Física I

Física II

F Mat I

F Mat II

F Mat IV EyM 0-2

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F Mat III

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El plan de estudios P94. Relación con asignaturas optativas.

• Estructura de la Materia (TAT) • Fundamentos de la Ciencia de los Materiales (TAT) – En estas dos asignaturas se justifican los comportamientos de los materiales frente a los campos eléctricos y magnéticos.

• Análisis Vectorial (MAT) – Se estudian los conceptos de análisis vectorial utilizados en esta asignatura con mayor rigor. – Se estudian técnicas de resolución (analíticas y numéricas) de ecuaciones importantes de esta asignatura.

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Objetivos

Esto no quiere decir que se pueda aprobar con los conocimientos de Física

• Recopilar, ordenar y fijar conocimientos previos: – ¿Física I y II?.

• Sentar las bases para desarrollos avanzados: – Ondas Electromagnéticas planas (CEM1) – Líneas de Transmisión y guías de onda (CEM2) – Radiación (RDPR)

• Justificar aproximaciones utilizadas en otras asignaturas: – Lemas de Kirchoff (Análisis de Circuitos)

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Programa de la Asignatura • Tema 1. Introducción. (8h) – Sistemas de coordenadas. Concepto de campo. Invarianza. Operadores vectoriales: Gradiente, Divergencia, Rotacional, Laplaciana y Derivada respecto a un escalar. Teoremas asociados: Gauss y Stokes. Identidades.

• Tema 2. Ecuaciones de Maxwell. (8h) – Formas diferencial e integral. Justificación. Magnitudes asociadas: Campos eléctricos y magnéticos, densidades de carga y de corriente. Ecuaciones de estado. Ley de Ohm generalizada. Ecuación de continuidad.

• Tema 3. Electrostática. (20h) – Definición. Ley de Coulomb y ecuación integral del campo electrostático en tres dimensiones. Ley de Gauss y aplicaciones. Potencial electrostático. Ecuación integral del campo electrostático en 2 dimensiones. Ecuaciones de Poisson y de Laplace, condiciones de contorno, regularidad y de interfase. Teorema de Unicidad. Campo lejano de una distribución, el dipolo eléctrico, desarrollo multipolar del campo electrostático. Problemas con conductores, influencia total y capacidad. Energía electrostática y fuerzas. Justificación de las propiedades macroscópicas de los materiales. EyM 0-5 Curso 2009/2010

Programa de la Asignatura (2) • Tema 4. Corrientes estacionarias. (4h) – Definición. Propiedades. Fuerza electromotriz. Dieléctricos y conductores. Condiciones de Contorno. Resistencia.

• Tema 5. Magnetostática. (10h) – Definición. Potencial vector. Ley de Biot y Savart. Ley de Ampère. Campo en puntos alejados, momento magnético. Energía. Coeficientes de Inducción. Fuerzas.

• Temas 6 y 7. (6h) – Tema 6. Campos cuasiestacionarios. » Introducción. Campo eléctrico y campo magnético. Ley de Faraday y fuerza electromotriz inducida. Justificación de los lemas de Kirchoff. – Tema 7. Electrodinámica. » Introducción. Potenciales electrodinámicos. Soluciones para medio indefinido. » Comparación con la variación lenta. EyM 0-6

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Materiales y Bibliografía Básica. • Materiales: – Transparencias: repartidas en clase y en http://www.gr.ssr.upm.es/eym – Hojas de Problemas, repartidas en clase. – “Apuntes de Electricidad y Magnetismo”. Miguel Calvo Ramón, Leandro de Haro y Ariet, José L. Fernández Jambrina, Fernando las Heras Andrés. Publicaciones, 2ª edición, Octubre 1996, revisado Junio 2005

• Bibliografía: – “Teoría Electromagnética. Principios y Aplicaciones”, Carl T. A. Johnk. Ed. CIMASA, 1981. – “Campos y Ondas Electromagnéticas”. Paul Lorrain, Dale R. Corson. Selecciones Científicas. 1979. – “Fundamentos de la Teoría Electromagnética”. J. R. Reitz, F. J. Milford, R. W. Christy. Addison Wesley Iberoamericana. 1986 – “Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería”. David K. Cheng. Addiison Wesley 1997.

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Trabajos durante el curso

• Aprobado por curso: – No se contempla esta posibilidad: No hay exámenes parciales

• Se puede conseguir un punto extra durante el curso: – Asistencia – Participación en clase – Entrega de ejercicios

• El punto extra sólo vale para Febrero.

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Exámenes Finales. • Convocatorias – Febrero: ¿25 de enero, martes, segundo turno, 16:00? provisional. – Septiembre: sin determinar.

• Temario: Toda la asignatura para todos. • 4 partes de igual valor. De 30 a 45 minutos cada una. – Teoría: 10 cuestiones cortas de igual valor. – Problema 1: Ecuaciones fundamentales. Electrostática: Ley de Gauss o aportaciones. – Problema 2: Ecuación de Laplace: Electrostática o Corrientes estacionarias. – Problema 3: Magnetostática y Variación temporal lenta.

• Se contesta sobre el mismo enunciado: – una hoja (dos páginas) para teoría y para cada problema. EyM 0-9

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Estadísticas

Aprobados en el curso sobre matriculados (Datos Provisionales Sep-2002) % sobre mat año

2001/2002

2000/2001

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1999/2000

1998/1999

1997/1998

1996/1997

1995/1996

90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00%