Información sobre la asignatura
  1. Información de contacto de los profesores.
  2. Horarios.
  3. Fechas de exámenes.
  4. Contenidos.
  5. Temario detallado.
  6. Bibliografía.
  7. Metodología.
  8. Evaluación.
  9. Material de interés. ¡¡ATENCIÓN, MATERIAL NUEVO IMPORTANTE!! .
  10. Enlaces de interés.
Información de contacto de los profesores

GRUPO 1

  • Rafael Rodríguez Boix (Profesor Titular de Universidad).
  • Departamento de Electrónica y Electromagnetismo (3ª planta).
  • Facultad de Física, Universidad de Sevilla.
  • Avenida Reina Mercedes s/n, 41012-Sevilla (Spain).
  • Tel: +34 954 550962
  • Fax: +34 954 239434
  • email: boix@us.es
GRUPO 2
  • Francisco Medina Mena (Profesor Titular de Universidad).
  • Departamento de Electrónica y Electromagnetismo (3ª planta).
  • Facultad de Física, Universidad de Sevilla.
  • Avenida Reina Mercedes s/n, 41012-Sevilla (Spain).
  • Tel: +34 954 553891
  • Fax: +34 954 239434
  • email: medina@us.es

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Horarios

  • Grupo 1: Miércoles, Jueves y Viernes de 9:00 a 10:00 en el Aula Magna.
  • Grupo 2: Lunes, Martes y Miércoles de 17:00 a 18:00 (primer cuatrimestre), y Lunes y Martes de 18:30 a 19:30, y Jueves de 19:30 a 20:30 (segundo cuatrimestre) en el Aula VII.
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Fechas de exámenes
  • Convocatoria de Diciembre: 7 de Diciembre de 2006 a las 16:00.
  • Primer Parcial: 20 de Enero de 2006 a las 9:30.
  • Convocatoria de Febrero: 15 de Febrero de 2007 a las 16:00.
  • Segundo Parcial: 4 de Junio de 2007 a las 9:30.
  • Convocatoria de Junio: 6 de Julio de 2007 a las 9:30.
  • Convocatoria de Septiembre: 1 de Septiembre de 2007 a las 9:30.
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Contenidos.

Los descriptores de la asignatura troncal de la Licenciatura en Física Electromagnetismo (establecidos en el B.O.E. del 20/11/90) son: "Campo electrostático y magnetostático en el vacío y en medios materiales", "Fenómenos electromagnéticos no estacionarios y teoría de circuitos" y "Ondas Electromagnéticas". Por tanto, esta asignatura tiene como objetivo proporcionar a los estudiantes un conocimiento de las leyes básicas del electromagnetismo y de algunas de sus aplicaciones. En el temario que se presenta a continuación, no se desarrollan en detalle los descriptores de "Teoría de Circuitos" y de "Ondas Electromagnéticas". En el caso de la teoría de circuitos, hay que tener en cuenta que los conceptos relacionados con esa teoría han sido estudiados por el alumno en profundidad en la asignatura de segundo curso Electrónica Básica, complementándose dichos conceptos con el trabajo experimental que el alumno va a llevar a cabo en la parte de la asignatura de tercer curso Técnicas Experimentales II adscrita al Área de Electromagnetismo. En cuanto a las ondas electromagnéticas, su estudio teórico y experimental se realiza en profundidad en las asignaturas de cuarto curso Electrodinámica Clásica y Técnicas Experimentales en Electrodinámica. En relación con el estudio del campo electromagnético en presencia de medios materiales, se sugiere al alumno interesado en profundizar en dicho tema que curse la asignatura optativa de tercer curso Electromagnetismo en la Materia.

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Temario detallado.
  • Tema 0: HERRAMIENTAS MATEMÁTICAS
    • Campos escalares y vectoriales. El gradiente. La divergencia y el teorema de la divergencia. El rotacional y el teorema de Stokes. Campos irrotacionales y solenoidales: potenciales escalar y vector.
    • Coordenadas cilíndricas y esféricas.
    • La función delta de Dirac.
    • Enunciado del teorema de Helmholtz.

  • Tema 1: ELECTROSTÁTICA EN EL VACÍO
    • Carga eléctrica y sus propiedades. Ley de Coulomb.
    • Cargas puntuales y distribuciones continuas de carga.
    • El campo eléctrico. Líneas de campo eléctrico.
    • El rotacional del campo electrostático. Potencial eléctrico. Superficies equipotenciales. Energía potencial electrostática.
    • La divergencia del campo electrostático. Ley de Gauss.
    • Ecuaciones diferenciales para el campo eléctrico y el potencial. Condiciones de contorno en Electrostática.
    • Energía de un conjunto de cargas puntuales. Energía de una distribución continua de carga. Energía almacenada en el campo.
    • dipolo eléctrico. Campo y potencial de un dipolo. Interacción de un dipolo con un campo externo: energía, fuerzas y par de fuerzas sobre un dipolo. Desarrollo multipolar del potencial.

  • Tema 2: CAMPO ELECTROSTÁTICO EN PRESENCIA DE CONDUCTORES.
    • Carga, campo y potencial en un conductor en equilibrio electrostático. Condiciones de contorno en la superficie de un conductor en equilibrio.
    • Las ecuaciones de Laplace y Poisson. Teorema de unicidad. Teorema del valor medio. Teorema de reciprocidad.
    • Métodos de cálculo de potencial en presencia de conductores: método de las imágenes y método de separación de variables.
    • Coeficientes de capacidad y potencial. Condensadores. Asociación de condensadores.
    • Energía electrostática de un sistema de conductores cargados. Cálculo de fuerzas y pares de fuerzas mediante el principio de los desplazamientos virtuales. Presión electrostática sobre un conductor cargado.

  • Tema 3: CAMPO ELECTROSTÁTICO EN PRESENCIA DE DIELÉCTRICOS.
    • Dieléctricos. Polarización. Cargas de polarización.
    • Vector desplazamiento eléctrico. Ley de Gauss en presencia de dieléctricos.
    • Relaciones entre D y P. Dieléctricos lineales: susceptibilidad eléctrica, permitividad y constante dieléctrica.
    • Ecuaciones diferenciales y condiciones de contorno en problemas en los que intervienen dieléctricos.
    • Energía y fuerzas en presencia de dieléctricos.

  • Tema 4: CORRIENTE ELÉCTRICA.
    • Naturaleza de la corriente. Densidad de corriente e intensidad de corriente.
    • Ecuación de continuidad.
    • Ley de Ohm para conductores lineales e isótropos. Conductividad.
    • Ley de Joule para la potencia disipada.
    • Ecuaciones diferenciales y condiciones de contorno para corrientes estacionarias en conductores óhmicos.
    • Generadores de corrientes estacionarias. Fuerza electromotriz.
    • Resistores de dos terminales y resistencia eléctrica.
    • Circuitos de corriente continua. Leyes de Kirchoff. Asociación de resistores.
    • Relajación de la carga. Tiempo de relajación.

  • Tema 5: CAMPO MAGNETOSTÁTICO DEBIDO A CORRIENTES ESTACIONARIAS EN VACÍO.
    • Ley de Ampère para la fuerza magnética entre corrientes estacionarias. Campo magnético. Ley de Biot y Savart. Par de fuerzas magnético sobre corrientes estacionarias.
    • Fuerza de Lorentz. Movimiento de partículas cargadas en el seno de campos magnéticos.
    • Divergencia de B y líneas de campo magnético. Rotacional de B y ley de Ampère. Potencial vector magnético. Condiciones de contorno.
    • Desarrollo multipolar del potencial vector magnético. El dipolo magnético. Potencial vector y campo magnético de un dipolo. Interacción de un dipolo con un campo magnético externo: energía, fuerza y par de fuerzas.

  • Tema 6: INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA. ENERGÍA MAGNÉTICA. CORRIENTE ALTERNA.
    • Fuerza electromotriz inducida en espiras en movimiento. Fuerza electromotriz inducida en campos variables con el tiempo: ley de Faraday. Transformaciones galileanas de los campos.
    • Autoinducción de una espira conductora. Matriz inducción de un sistema de espiras: fórmula de Neumann para los coeficientes de inducción mutua.
    • Energía magnética de una espira conductora. Energía magnética de un sistema de espiras. Energía almacenada en el campo magnético.
    • Cálculo de fuerzas y pares de fuerzas mediante el principio de los desplazamientos virtuales.
    • Circuitos de corriente alterna. Leyes de Kirchoff y límites de validez. Fasores e impedancias. Potencia media disipada y valores eficaces.

  • Tema 7: CAMPO MAGNETOSTÁTICO EN PRESENCIA DE MEDIOS MATERIALES.
    • Magnetización. Corrientes de magnetización
    • Vector intensidad magnética. Ley de Ampère en presencia de medios materiales.
    • Potencial escalar magnético y cargas magnéticas. Aplicación al cálculo de la intensidad magnética en ausencia de corrientes libres.
    • Relaciones entre B y H. Medios lineales: susceptibilidad magnética y permeabilidad. Diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo.
    • Ecuaciones diferenciales y condiciones de contorno para campos magnéticos en presencia de medios materiales.
    • Energía magnética y fuerzas en presencia de medios materiales.

  • Tema 8: ECUACIONES DE MAXWELL. PRINCIPIOS DE CONSERVACIÓN. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS.
    • Generalización de la ley de Ampère: corriente de desplazamiento. Ecuaciones de Maxwell.
    • Potenciales electrodinámicos. Transformaciones “gauge”. “Gauge” de Coulomb y “gauge” de Lorentz.
    • Teorema de Poynting: conservación de la energía. Tensor de esfuerzos de Maxwell y teorema de conservación de la cantidad de movimiento.
    • Ecuaciones de Maxwell para campos armónicos: fasores de los campos. Teorema de Poynting complejo: potencia activa y potencia reactiva.
    • Ondas electromagnéticas planas. Ondas monocromáticas. Energía y momento. Reflexión y transmisión sobre superficies planas.
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Bibliografía.

  • A) MANUALES RECOMENDADOS.
    • J.R. Reitz, F.J. Milford, R.W. Christy, “Fundamentos de la teoría electromagnética”, 4ª Edición, Pearson Educación, 1996.
    • D. J. Griffiths, “Introduction to Electrodynamics”, 3rd Edition, Pearson Education/Prentice Hall, 1999.
    • R.K. Wangsness, “Electromagnetic Fields”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 1986.
    • M. Rodríguez Danta, C. Bellver Cebreros, A. González Fernández, “Campos electromagnéticos”, 2ª Edición, Publicaciones de la Universidad de Sevilla, 1999.
    • R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, “The Feynman lectures on Physics. Vol. II: Electromagnetismo y materia”, Addison Wesley Longman, 1998.
    • Z. Popovic, B.D. Popovic, “Introductory Electromagnetics”, Prentice Hall, 1999.
    • D. K. Cheng, “Field and Wave Electrodynamics”, Addison Wesley, 1989.

  • B) MANUALES COMPLEMENTARIOS.
    • Haus, J.R. Melcher, "Electromagnetic fields and energy"}, Prentice Hall, 1989.
    • J.D. Jackson, "Electrodinámica clásica" Editorial Alhambra, 1975.
    • W.K. Panofsky, M. Phillips, "Classical Electricity and Magnetism", Addison--Wesley, 1962.
    • J.A. Stratton, "Electromagnetic theory", McGraw--Hill, 1941.

  • C) LIBROS DE PROBLEMAS.
    • A. González Fernández, "Problemas de Campos Electromagnéticos", Schaum (McGraw-Hill), 2005.
    • M. Zhan, "Teoría electromagnética", McGraw-Hill, 1991.
    • V. López Rodríguez, "Problemas resueltos de Electromagnetismo", Editorial Centro de Estudios Ramon Areces, 1990.
    • E. López Pérez y F. Núñez Cubero, "100 problemas de electro-magnetismo, Alianza Editorial, 1997.

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Metodología.

La asignatura se impartirá en clases de 50-55 minutos de duración 3 veces a la semana. En estas clases se expondrán los contenidos teóricos de la materia que constituirán el núcleo central de los conocimientos que ha de adquirir el alumno. También se resolverán ejercicios y problemas que ayuden a clarificar los conceptos, leyes físicas y técnicas expuestos en las clases de contenido más teórico. El profesor proporcionará al alumno por anticipado boletines conteniendo problemas, junto con las soluciones de una parte de estos problemas. En algunas ocasiones, las exposiciones en la pizarra de contenidos teóricos se complementarán con la presentación de transparencias. Los profesores impartirán dos seminarios de experiencias de cátedra fuera del horario de clase. La asistencia a estos dos seminarios es voluntaria, y la fecha en la que tendrán lugar se avisará con la suficiente antelación. En uno de los seminarios se mostrarán fenómenos relacionados con la interacción eléctrica entre cuerpos cargados (este seminario se impartirá en el mes de Diciembre), y en el otro seminario se mostrarán experiencias gobernadas por las leyes de la Magnetostática y de la Inducción Electromagnética (este seminario se impartirá en el mes de Mayo).

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Evaluación.

La evaluación se realizará a través de exámenes escritos de entre cuatro y cinco horas de duración en los que el alumno deberá responder a una serie de cuestiones teóricas y resolver unos problemas en los que mostrará su manejo de los conceptos y técnicas explicados. A lo largo del curso se efectuarán dos exámenes parciales, un examen final y las convocatorias extraordinarias que marca la legislación. Los exámenes parciales eliminan materia para la convocatoria ordinaria de Junio, pero no para las convocatorias de Septiembre, Diciembre y Febrero.

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Material de interés

En esta sección se irá colgando material de interés para el curso, incluyendo listados de fórmulas útiles, enunciados de problemas, etc...

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Enlaces de interés

En esta sección se irán colgando enlaces a páginas web con material interesante relacionado con la asignatura de forma directa o temas de actualidad vinculados de uno u otro modo con el Electromagnetismo.

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