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Información detallada de curso

 

Primer semestre 2019
Abr 02, 2020
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1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: FIS 1010 - TEORIA ELECTROMAGNETICA
División Académica: División de Ciencias Básicas
Departamento Académico: Dpto. Física
FIS 1033 Calificación Mínima de 3.0 y MAT 4011 Calificación Mínima de 3.0
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
0.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría

En esta asignatura se establecen las leyes básicas del electromagnetismo, (ecuaciones de Maxwell), para el vacío y para medios lineales, isotrópicos y homogéneos (LIH). Se estudian así, la electrostática, la magnetostática, los campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo, la onda electromagnética plana en un medio.


3. JUSTIFICACIÓN

La Ingeniería Electrónica y la Ingeniería Eléctrica se enfrentan a problemas cuya solución se basa en la aplicación de las leyes del electromagnetismo, de ahí la importancia del cabal conocimiento que el estudiante debe tener de ellas.


4. COMPETENCIA A DESARROLLAR

Competencia básica Institucional:
Desarrollar la capacidad para la síntesis, el análisis y la abstracción, de tal manera que permita reunir, organizar, relacionar y utilizar la información en el proceso de construcción de futuros aprendizajes.
El estudiante logrará al término del curso demostrar su capacidad para aplicar métodos y técnicas analíticas para resolver problemas de campos electromagnéticos.


5. OBJETIVO GENERAL

A través de esta asignatura se pretende que el estudiante desarrolle competencias básicas de pensamiento para interpretar de manera crítica, libre y con una visión universal, los fenómenos físicos relacionados con los principios y leyes fundamentales del electromagnetismo. De igual forma se busca que al finalizar el curso el estudiante sea capaz de hacer una síntesis del electromagnetismo básico y que dado un problema de este campo sea capaz de identificarlo, definirlo claramente y generar alternativas de solución.


6. RESULTADOS DE APRENDIZAJE

Al finalizar el curso, los estudiantes deben estar en capacidad de:

Conocimientos (saber conocer):
-Interpretar los sistemas de coordenadas, rectangulares, cilíndricas y esféricas.
-Interpretar adecuadamente los principios fundamentales del electromagnetismo
-Describir las propiedades eléctricas y magnéticas básicas de un material lineal isotrópico y homogéneo

Habilidades (saber hacer):
-Analizar los procesos de interacción de los campos electromagnéticos con la materia.

Actitudes (saber ser):
-Desarrollar en los estudiantes destrezas para el análisis crítico de una situación problémica relacionada con la interacción de los campos electromagnéticos con medios lineales isotrópicos y homogéneos.


7. CONTENIDO

1. ECUACIONES DE MAXWELL EN EL VACÍO
La carga eléctrica y sus propiedades, ley de Coulomb, y campo eléctrico.
Ley de Gauss para el campo eléctrico.
Cálculo del campo eléctrico de distribuciones de carga plana, cilíndrica y esférica.
Corriente eléctrica, Ecuación de continuidad de la corriente, Ley de Ampère, Ley de Gauss para el campo magnético, ley de Faraday y ley de Ampère-Maxwell.

2. ECUACIONES DE MAXWELL EN MEDIOS DIFERENTES DEL VACÍO
Dieléctricos y polarización
Desplazamiento eléctrico.
Ley de Gauss en los dieléctricos
Homogeneidad, linealidad e isotropía en los materiales eléctricos
Condiciones de frontera para los vectores de campo eléctricos.
Magnetización.
Campo magnético de un cuerpo magnetizado.
Ley de Ampère en medios diferentes al vacío.
Susceptibilidad y permeabilidad magnéticas
Linealidad, homogeneidad e isotropía de los materiales magnéticos
Condiciones de frontera para los vectores de campo magnético.

3. ECUACIÓN DE LAPLACE Y POISSON PARA CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS.
Ecuación de Poisson y ecuación de Laplace para la electrostática: y sus aplicaciones.
Método de imágenes
Ecuación de Poisson y ecuación de Laplace para la magnetostática: y sus aplicaciones.
Campo magnético debido a una espira de corriente
Autoinducción
Inductancia mutua
La inductancia como integral de volumen

4. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
Síntesis de las ecuaciones de Maxwell
La ecuación de onda
Onda electromagnética plana.
Solución de la ecuación de onda plana.
Ondas electromagnéticas planas en medios disipativos
Energía en las ondas electromagnéticas.
El espectro electromagnético
Incidencia de ondas con la materia.


8. OPCIONES METODOLÓGICAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Con la siguiente metodología se pretende alcanzar los objetivos propuestos:
-El alumno debe leer previamente el tema a desarrollar por el profesor
-Exposición de los temas por parte del profesor, estimulando la participación del estudiante por medio de preguntas, problemas y situaciones modelo.
-Programación de clases que impliquen discusión y resolución de preguntas y problemas modelo, se hará énfasis en el uso del lenguaje científico apropiado para la descripción de las situaciones.
-Asignación de lecturas complementarias (en español o inglés) a través del catálogo web de la asignatura, revisiones bibliográficas y problemas para su estudio o resolución como trabajo fuera de clase, que serán evaluadas en clase mediante quices, foros o mesas redondas o la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión.
-Asignación de actividades que serán desarrolladas en grupo, en clase o por fuera de ellas a criterio del profesor y que pueden ser evaluadas con la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión.


9. EVALUACIÓN

Primer corte: 30%
Segundo corte: 25%
Tercer corte: 25%
Corte final: 20%


10. BIBLIOGRAFÍA

Castro, Darío y Ruz, Libardo, Teoría Electromagnética. Barranquilla. Editorial Universidad del Norte, 2012.
SADIKU, M. Elementos de electromagnetismo, 2ª Edición, México, CECSA. 1998.
Jhonk, Karl, Teoría Electromagnética, 1ª edición, John Editorial Limusa. 741 p.
Ulaby, Fawwaz Tayssir, Fundamentals of applied electromagnetics 5th Ed. Pearson/Prentice Hall, c2007. 464 p.
Reitz, J. y Milford, F., Christy, R., Fundamentos de la Teoría electromagnética, 4ª edición, México, Addisson- Wesley, 1996.
Hayt, W., Teoría electromanetica, 7ª edición, McGraw-Hill, 2006

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