Unidad 1. Campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo y ecuaciones de Maxwell.
Objetivo:
Resolver problemas básicos asociados al comportamiento de los campo eléctricos y magnéticos en la Naturaleza, empleando las Ecuaciones de Maxwell. Para su aplicación en el desarrollo de elementos físicos.
1.1 Repaso de las leyes básicas de la Electrostática y la Magnetostática
(Coulomb, Gauss, Biot-Savart, etc.).
1.2 Leyes de Faraday y Ampere.
1.3 Fuerza de Lorentz y Ecuación de Continuidad.
1.4 Ecuaciones de Maxwell en sus formas diferencial e Integral.
1.5 Relaciones constitutivas. Medios lineales, homogéneos e isotrópicos.
1.6 Campos electromagnéticos armónicos en el tiempo. Notación fasorial.
1.7 Condiciones de frontera para campos electromagnéticos.
1.8 Potencia y energía en campos electromagnéticos: El teorema de Poynting,
en sus versiones temporal y fasorial.
1.9 Solución de ejemplos y problemas.
Unidad 2. Propagación de ondas electromagnéticas
Objetivo: Resolver problemas básicos relacionados con la propagación de ondas
electromagnéticas en distintos medios materiales, partiendo de la descripción
de ciertos atributos fundamentales de las mismas.
Para el desarrollo de guías de onda para la transmisión de señales.
2.0 Introducción.
2.1 Ecuación de Onda para campos electromagnéticos, en los dominios del
tiempo y la frecuencia. La ecuación de Helmholtz. Solución general e
interpretación física.
2.2 Ondas electromagnéticas planas y esféricas. Ondas electromagnéticas uniformes.
Representación matemática y características fundamentales.
2.3 Propagación de ondas electromagnéticas planas uniformes, en
dieléctricos sin pérdidas.
2.4 Propagación de ondas electromagnéticas planas uniformes en dieléctricos
con pérdidas.
Unidad 3. Propiedades eléctricas y magnéticas de los medios materiales.
Objetivo: Examinar las modificaciones que pueden experimentar determinados atributos
de los campos y las ondas electromagnéticas presentes en medios materiales, en
función de las propiedades tanto eléctricas como magnéticas que poseen dichos
medios.
Para la combinación de materiales a partir de los fenómenos descritos.
3.0 Introducción.
3.1 Factor de disipación o de pérdidas de un medio material. Definición
general e interpretación física.
3.2 Clasificación de los medios materiales en términos de su factor de
disipación: dieléctricos y conductores perfectos, buen dieléctrico y conductor,
semiconductores.
3.3 Atenuación, impedancia, velocidad de fase y de grupo de ondas electromagnéticas
que se propaguen en medios materiales según su factor de disipación.
3.4 Clasificación de los medios materiales en función de sus propiedades
magnéticas: ferromagnéticos, ferromagnéticos, diamagnéticos y paramagnéticos.
3.5 Aplicaciones de los materiales, según sus propiedades tanto eléctricas
como magnéticas.
3.6 Solución de ejemplos y problemas.
Unidad 4. Reflexión y refracción de ondas electromagnéticas.
Objetivo: Evaluará el comportamiento de los fenómenos que se presentan cuando las ondas electromagnéticas inciden en un medio material diferente a aquél en el cual éstas se venían propagando, resolviendo problemas relacionados con el cálculo de parámetros que describen cualitativa y cuantitativamente tales fenómenos. Mediante algunos experimentos se conocerá la transformación se señales mecánicas, acústicas y eléctricas.
4.0 Introducción.
4.1 Incidencia Normal sobre un conductor perfecto.
4.2 Incidencia Oblicua sobre un conductor perfecto. Polarización
perpendicular.
4.3 Incidencia Oblicua sobre un conductor perfecto. Polarización paralela.
4.4 Incidencia Normal sobre un dieléctrico sin pérdidas. Polarización
perpendicular.
4.5 Incidencia Oblicua sobre un dieléctrico sin pérdidas. Polarización
perpendicular.
4.6 Incidencia Oblicua sobre un dieléctrico sin pérdidas. Polarización
paralela.
4.7 Incidencia Normal sobre un dieléctrico con pérdidas.
4.8 Ecuaciones de Fresnel.
4.9 Impedancia superficial de medios conductores.
Unidad 5. Potencia y energía en campos electromagnéticos
Objetivo: Evaluar el comportamiento que experimentan la potencia y la energía
asociadas a los campos y las ondas electromagnéticas, identificando para ello
las diferentes características que posean las regiones del espacio en las
cuales aquellos se hacen presentes.
Con el uso de motores y corriente eléctrica se demostrarán los conceptos
teóricos.
5.0 Teorema de Poynting. Balance de energía electromagnética en medios
materiales.
5.1 Relaciones básicas derivadas del comportamiento de la potencia electromagnética
en un sistema físico (impedancia, resonancia, factor de calidad, etc.).
5.2 Potencia electromagnética en medios físicamente limitados: estudio de
un sistema a base de placas conductoras paralelas y de una estructura coaxial a
base de conductores y dieléctrico perfectos.
5.3 Potencia electromagnética en medios físicamente no limitados: campo
electromagnético producido por un conductor rectilíneo, finito y uniforme; con
distribución senoidal de corriente a lo largo del mismo.
5.4 Efectos térmicos producidos por ondas electromagnéticas, al interactuar con medios dieléctricos imperfectos: calefacción por RF y microondas.
