Electromagnetismo
Código: 100149 Créditos ECTS: 10| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500097 Física | OB | 2 | A |
Contacto
- Nombre:
- Carles Navau Ros
- Correo electrónico:
- carles.navau@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Jaume Cunill Subiranas
- Nuria del Valle Benedi
Prerrequisitos
Es recomendable tener aprobada la asignatura Electricidad y Magnetismo de primer curso de Física.
Objetivos y contextualización
Tener un conocimiento básico del campo electromagnético, desde la electrostática y magnetostàtica (en el vacío y en medios materiales) a las ecuaciones de Maxwell, pasando por la inducción electromagnética.
Ser capaz de calcular varias soluciones de las ecuaciones de Maxwell, entre ellas las ondas electromagnéticas y su propagación.
Competencias
- Conocer y comprender los fundamentos de las principales áreas de la física.
- Desarrollar estrategias de análisis, síntesis y comunicación que permitan transmitir los conceptos de la Física en entornos educativos y divulgativos.
- Formular y abordar problemas físicos identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si fuera necesario, para llegar a una solución que debe ser presentada explicitando hipótesis y aproximaciones.
- Introducir cambios en los métodos y los procesos del ámbito de conocimiento para dar respuestas innovadoras a las necesidades y demandas de la sociedad.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Usar las matemáticas para describir el mundo físico, seleccionando las herramientas apropiadas, construyendo modelos adecuados, interpretando resultados y comparando críticamente con la experimentación y la observación.
Resultados de aprendizaje
- Describir los fenómenos electrostáticos.
- Describir los fenómenos magnetostáticos.
- Describir los fenómenos que involucren procesos electromagnéticos dependientes del tiempo.
- Formular y resolver matemáticamente problemas sobre fenómenos electrostáticos.
- Formular y resolver matemáticamente problemas sobre fenómenos magnetostáticos.
- Formular y resolver matemáticamente problemas sobre fenómenos que involucren procesos electromagnéticos dependientes del tiempo.
- Identificar situaciones que necesitan un cambio o mejora.
- Manipular correctamente el cálculo vectorial.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Resolver problemas complejos de índole electromagnética a partir del establecimiento de hipótesis que, aun siendo aproximadas, contengan la esencia de la física del problema original.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Traducir problemas físicos concretos de índole electromagnética a una formulación matemática que permita su posterior resolución, ya sea ésta exacta o aproximada.
- Transmitir, de forma oral y escrita, conceptos físicos de cierta complejidad haciéndolos, no obstante, comprensibles en entornos no especializados.
Contenido
1. Análisis vectorial
Álgebra vectorial.- Gradiente.- Divergencia.- Teorema de la divergencia.- Rotacional.- Teorema de Stokes.- Teorema de Helmholtz.- Coordenadas curvilíneas: gradiente, divergencia y rotacional.
2. Electrostática
Carga eléctrica y ley de Coulomb.- Campo eléctrico: divergencia y rotacional.- Potencial eléctrico: ecuaciones de Poisson y Laplace.- Sistemas de conductores: condensadores.- Energía de una distribución de cargas.- Energía de un sistema de conductores cargados.
3. Electrostática en dieléctricos
Desarrollo multipolar.- Dipolo eléctrico.- Campo creado por un dieléctrico.- Vector desplazamiento.- Susceptibilidad eléctrica y constante dielèctrica.- Condiciones de frontera.- Energía en función del campo.
4. Magnetostática
Corriente eléctrica: ley de Ohm.- Ecuación de continuidad.- Inducción magnética: ley de Biot y Savart.- Fuerza entre circuitos.- Fuerza de Lorentz.- Rotacional de B: teorema de Ampère.- Divergencia de B.- Potencial vector.
5. Magnetismo en medios
Desarrollo multipolar.- Dipolo magnético.- Campo creado por un material magnético.- Intensidad magnética H.- Tipos de materiales magnéticos.- Condiciones de frontera.
6. Campos variables lentamente
Inducción electromagnética: ley de Faraday.- Aplicaciones.- Expresión diferencial.- Inductancia mutua y autoinductància.- Energía magnética de circuitos acoplados.- Energía en función del campo.
7. Campos electromagnéticos
Corriente de desplazamiento.- Ecuaciones de Maxwell.- Condiciones de frontera.- Potencial escalar y potencial vector.- Ecuaciones de ondas para V y por A.- Potenciales retardados.- Energía electromagnética.
8. Ondas electromagnéticas
Ecuación de ondas para los campos electromagnèticos.- Onda plana en un dieléctrico.- Espectro electromagnético.- Onda plana en un conductor.- Guías de onda.
Metodología
Teoría:
Explicación por parte del profesorado de los contenidos básicos, utilizando la bibliografía y otros recursos. Explicación a fondo de los conceptos más importantes, con ejemplos, evidencias experimentales y, si es necesario, trabajos originales.
Problemas:
Solución de algunos problemas/ejemplos que el alumnado tendrá con antelación.
Nota: Se reservaran 15 minuts en una clase, para realizar las encuestas de elavuación del professorado y la asignatura.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases de teoría | 54,75 | 2,19 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12 |
| Problemas y casos prácticos | 28 | 1,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12 |
| Tipo: Supervisadas | |||
| encuestas institucionales de la UAB | 0,25 | 0,01 | 7 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio y solución de problemas y casos prácticos | 154,5 | 6,18 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 13 |
Evaluación
Entrega: El alumnado deberá entegrar, por escrito, la resolución de una serie de problemas previamente enunciados.
Parciales 1-2-3: Preguntas teóricas y resolución de problemas por escrito del temario que se haya explicado haste el momento del examen. La teoría se puede preguntar explícitamente o bién intrincada en algún problema particular.
Recuperación:
- La parte de la entrega no se puede recuperar.
- Si la media de la nota de los parciales 1 i 2 es inferior a 5 (sobre 10), habrá un unico examen de recuperación de estas partes (50%). Estos exámenes no se pueden recuperar individualmente.
- Si la nota del examen parcial 3 es inferior a 5 (sobre 10), habrá un examen de recuperación de esta parte (40%).
- Todos los exámenes de recuperación se realizarán el mismo día (el día oficial para los exámenes de recuperación).
Evaluación única: El alumnado que se acoja a la evaluación única deberá realizar, el dia del parcial 3, tres exámenes corerspondientes a les tres parciales. Ese mismo día, deberá entregar, por escrito, la resolución de unos problemas el enunciado de los cuales se le habrá facilitado préviamente. El procedimiento de recuperación que se aplica es el mismo que para el resto de alumnado.
Normativa UAB: Para participar de la recuperación, es necesario haber estado préviamente evaluado de un conjunto de actividades el peso de las quales equivalga a un mínimo de dos terceras partes de la calificación total de la asignatura. (En el caso de esta asignatura, se deberá haber estado evaluado delparcial 3 y del parcial 1 o el 2 (65%)).
Normativa UAB: En caso que algun/a estudiante realize cualquier irregularidad que pueda conducir a una variación significativa de la calificación en algun acto de evaluación, se evaluará con un 0 ese acto de evaluación, con independencia del proceso disciplinario que pueda abrirse. En el caso que se produdcan varias irregularidades en la misma asignatura, la calificación total de esa asignatura será 0.
Se consideran "irregularidad que pueda conducir a una variación significativa de la calificación" cualquier plagio (total o parcial), copia o intento de copia, dejarse copiar, etc., en cualquiera de las actividades evaluables.
En todas las pruebas es obligatorio presentarse en el grupo donde se está matriculado/a.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Entrega de problemas (Dec-Gen) | 10% | 0,5 | 0,02 | 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 12 |
| Examen Parcial 2 (Abr-May) | 25% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12 |
| Examen Parcial 3 (Jun) | 40% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 13 |
| Examen parcial 1 (Ene-Feb) | 25% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 11 |
| Recuperaciones | hasta 90% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 11 |
Bibliografía
Libros de teoría
- J. Costa Quintana y F. López Aguilar, Interacción electromagnética. Teoría clásica, (Reverté 2007). ISBN: 978-84-291-3058-4.
- D.J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, Fourth Edition, (Cambridge, 2017). ISBN: 978-1-108-42041-9.
- P. Lorrain y D.R. Corson, Campos y Ondas Electromagnéticos (Selecciones Científicas, 1990). ISBN: 84-85021-29-0
- J. R. Reitz, F. J. Milford, y R. W. Christy, Fundamentos de la Teoría Electromagnética, (Addison-Wesley Iberoamericana, 1996). ISBN: 0-201-62592-X
- R. K. Wangsness, Electromagnetic fields, (John Wiley & Sons, 1986, 2nd edition) ISBN: 0-471-81186-6; Campos electromagnéticos, (Limusa, 1989).ISBN: 968-18-1316-2.
Libros de problemas
- E. Benito; Problemas de campos electromagnéticos, (AC, 1984) ISBN: 84-7288-007-9
- J.A. Edminister; Electromagnetismo (McGraw-Hill, 1992). ISBN: 970-10-0256-3
- J.M. De Juana Sardón y M.A. Herrero García; Electromagnetismo (Paraninfo 1993) ISBN: 84-283-1992-8
- E. López Pérez y F. Núñez Cubero; 100 problemas de electromagnetismo, (AlianzaEditorial, 1997) ISBN: 84-206-8635-2
Software
No hace falta ningun software especifico.