PROGRAMA DE LA ASIGNATURA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

CURSO 2011 - 2012

I. CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICOS.

ANTECEDENTES: Cálculo I. Cálculo II. Cálculo III. Geometría Analítica.

OBJETIVO:

El alumno determinará campo eléctrico, diferencia de potencial y trabajo casiestático en arreglos de cuerpos geométricos con carga eléctrica uniformemente distribuida.

CONTENIDO:

I.1 Concepto de carga eléctrica y distribuciones continuas de carga (lineal, superficial y volumétrica).

I.2 Principio de conservación de la carga eléctrica.

I.3 Conceptos de conductor y aislador.

I.4 Fenómeno de inducción electrostática.

I.5 Ley de Coulomb. Principio de superposición.

I.6 Concepto de campo eléctrico.

I.7 Obtención de campos eléctricos originados por distribuciones discretas y continuas de carga.

I.8 Concepto y definición de flujo eléctrico.

I.9 Ley de Gauss en forma integral y sus aplicaciones.

I.10 El campo electrostático y el concepto de campo conservativo.

I.11 Definición de potencial eléctrico.

I.12 Cálculo de diferencias de potencial.

I.13 El gradiente de potencial eléctrico.

2. CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS.

ANTECEDENTES: Cálculo I. Cálculo III.

OBJETIVO:

El alumno calculará la capacitancia de un sistema y la energía potencial eléctrica en él almacenada.

CONTENIDO:

2.1 Concepto de capacitor y definición de capacitancia.

2.2 Cálculo de capacitancias.

2.3 Cálculo de la energía almacenada.

2.4 Conexiones de capacitores; capacitor equivalente.

2.5 Momento dipolar eléctrico. Polarización de la materia.

2.6 Definición del vector polarización.

2.7 Concepto de rigidez dieléctrica.

2.8 Susceptibilidad, permitividad y permitividad relativa.

2.9 Definición del vector desplazamiento eléctrico y de su flujo.

2.10 Discusión de los efectos del uso de dieléctricos en los capacitores.

3. CIRCUITOS ELECTRICOS.

ANTECEDENTES: Algebra. Cálculo I. Cálculo II. Ecuaciones Diferenciales.

OBJETIVO:

El alumno analizará el comportamiento de circuitos eléctricos resistivos y, en particular, calculará las transformaciones de energía asociadas.

CONTENIDO:

3.1 Conceptos y definiciones de: corriente eléctrica, velocidad media de los portadores de carga libres y densidad de corriente eléctrica.

3.2 Ley de Ohm; conductividad y resistividad.

3.3 Ley de Joule.

3.4 Conexiones de resistores; resistor equivalente.

3.5 Concepto y definición de fuerza electromotriz. Fuentes de fuerza electromotriz: ideales y reales. Fuerza electromotriz alterna senoidal.

3.6 Nomenclatura básica empleada en circuitos eléctricos.

3.7 Leyes de Kirchhoff y su aplicación en circuitos resistivos con fuentes de voltaje continuo y alterno senoidal.

3.8 Circuito RC.

4. MAGNETOSTATICA.

ANTECEDENTES: Cálculo I. Cálculo III. Geometría Analítica.

OBJETIVO:

El alumno determinará el campo magnético debido a distribuciones de corriente eléctrica, calculará la fuerza magnética sobre conductores portadores de corriente y comprenderá el principio de operación del motor de corriente directa.

CONTENIDO:

4.1 Descripción de los imanes y experimento de Oersted.

4.2 Fuerza magnética entre cargas en movimiento.

4.3 Obtención de la expresión de Lorentz.

4.4 Definición de campo magnético (B). Principio de superposición.

4.5 Ley de Biot-Savart y sus aplicaciones.

4.6 Concepto y definición de flujo magnético.

4.7 Ley de Gauss en forma integral para el magnetismo.

4.8 Circulación del campo magnético; ley de Ampere y sus aplicaciones.

4.9 Fuerza magnética entre conductores.

4.10 Principio de operación del motor de corriente directa.

5. INDUCCION ELECTROMAGNETICA.

ANTECEDENTES: Cálculo II. Cálculo III. Ecuaciones Diferenciales.

OBJETIVO:

El alumno determinará las inductancias de circuitos eléctricos y la energía magnética almacenada en ellos. Comprenderá el principio de operación del transformador eléctrico monofásico.

CONTENIDO:

5.1 Ley de Faraday y principio de Lenz.

5.2 Fuerza electromotriz de movimiento.

5.3 Principio de operación del generador eléctrico.

5.4 Conceptos de inductancia propia y mutua y de inductor.

5.5 Cálculo de inductancias.

5.6 Principio de operación del transformador eléctrico.

5.7 Conexión de inductores en serie; inductor equivalente.

5.8 Energía en un inductor.

5.9 Circuitos RL y RLC en serie.

6. PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA.

ANTECEDENTES: Cálculo I. Cálculo III. Geometría Analítica.

OBJETIVO:

El alumno describirá las características magnéticas de los materiales y conocerá las aplicaciones de las curvas de magnetización y del ciclo de histéresis.

CONTENIDO:

6.1 Diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo.

6.2 Susceptibilidad, permeabilidad y permeabilidad relativa.

6.3 Definición de los vectores intensidad de campo magnético (H) y magnetización (M).

6.4 Curva de magnetización. Ciclo de histéresis. Concepto de fuerza coercitiva y magnetismo remanente.

6.5 Discusión de los efectos del uso de materiales en los inductores.

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Departamento de Física General y Química
Manuel Vacio González - 2011