Teoría Electromagnética.

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1 Teoría Electromagnética. Profesor: Dr. Vladimir Cuesta Sánchez. OBJETIVOS: Los objetivos fundamentales de este curso de. Teoría Electromagnética, es la de proporcionar a los estudiantes de la especialidad de comunicaciones, una sólida preparación, en el significado físico y matemático, del campo electromagnético y, además, para que les sirva para otros cursos que pueden tener relación con este tema. I. INTRODUCCION II. LEYES DEL CAMPO ELECTROMAGNETICO EN EL ESPACIO LIBRE 2.1 Postulados Básicos y Definiciones. 2.2 Densidad de Carga y Densidad de corriente. 2.3 Cuarto Postulado: Las Ecuaciones del Campo Electromagnético en el Espacio Libre. Ecuaciones de Maxwell, de Gauss y de Conservación de Carga, en Forma Integral El Significado físico de las leyes integrales del campo Electromagnético Ejemplos. 2.4 Resumen. III. TEMAS DE ANALISIS VECTORIAL 3.1 El Gradiente, y las Derivadas Direccionales de Campos Escalares. 3.2 La Divergencia y el Teorema de Gauss. 3.3 El Rotacional y el Teorema de Stockes. 3.4 Resumen. IV. LAS LEYES DIFERENCIALES DEL CAMPO ELECTROMAGNETICO 4.1 Las Leyes Diferenciales del Campo Electromagnético Las leyes o Ecuaciones de Maxwell.

2 4.1.2 El significado de las Leyes Diferenciales del Campo Electromagnético. 4.2 Densidades Superficiales de Carga y de Corriente. 4.3 Condiciones de Frontera Discontinuidades en las Componentes Normales de los Campos Eléctrico y Magnético Discontinuidades en las Componentes Tangenciales de los Campos Eléctrico y Magnético El significado de las Condiciones de Frontera. 4.4 Ejemplos de Aplicación de las Leyes del Campo Electromangético, en su Forma Diferencial. 4.5 El Campo Electromagnético en Conductores El modelo Macroscópico de Materia Conductora Las Leyes Diferenciales del Campo Electromagnético en Conductores. 4.6 Resumen. V. CAMPOS ESTATICOS 5.1 Las Leyes de los Campos Electrostático y Magnetostático. 5.2 Campos Electrostáticos El campo de Coulomb de Cargas Estáticas Conocidas en todas partes Ejemplos de campos Electrostáticos. 5.3 El Potencial Escalar. Las Ecuaciones Diferenciales del Potencial Escalar Ecuaciones de Laplace y de Poisson La solución particular de la Ecuación de Poisson La Necesidad de una solución Homogénea. 5.4 Campos Magnetostáticos El Potencial Magnético Vectorial El Campo Magnetostático de Corrientes Conocidas Fijas.

3 5.5 El Potencial Magnético Escalar Corrientes dentro de V. La Solución Particular La Solución Homogénea y el Potencial Magnético Escalar Condiciones de Frontera. 5.6 Ejemplos de Campos Magnetrostáticos. 5.7 Resumen. VI. CAMPOS MACROSCOPICOS EN MATERIA 6.1 Campos Microscópicos y Macroscópicos en Materia. 6.2 El Modelo Macroscópico de Materia Polarizable Breve Descripción de los Mecanismos de Polarización Densidad de Polarización Densidades de Carga y de Corriente de Polarización. 6.3 El Modelo Macroscópico de Materia Magnetizable La Base Física del Magnetismo Breve Descripción de los Mecanismos de Magnetización. 6.4 El Modelo de Corriente Amperiana La Densidad de Corriente Amperiana. 6.5 El Modelo de Carga Magnética El Concepto de Carga Magnética Densidad de Carga Magnética. 6.6 Las Relaciones Constituyentes. 6.7 Resumen. VII. ENERGIA Y POTENCIA ELECTROMAGNETICA. 7.1 Fuerzas Electromanéticas Ejercidas sobre Cargas Electricas en Movimiento. 7.2 Potencia Suministrada, por el Campo Electromagnético, a las cargas. Eléctricas en Movimiento.

4 7.3 Conservación de la Energía. Teorema de Poynting Forma Diferencial del Teorema de Poynting Forma Integral del Teorema de Poynting Algunas Dificultades en la Identificación de la Densidad de Potencia S y de la Densidad de Energía W. 7.4 La Energía Almacenada en los Campos Eléctrico y Magnetismo. 7.5 Potencia Absorbida por Materia Densidades de Potencia de Polarización, de Magnetización y de Conducción Teorema de Poynting en Materia. 7.6 Flujo de Potencia, de Campos Estáticos y Disipación en Materia. 7.7 Ejemplos de Aplicación. 7.8 Resumen y Conclusiones. VIII. ONDAS ELECTROMAGNETICAS 8.1 Ondas Electromagnéticas en Medios Homogéneos Ecuaciones de Propagación de las Ondas, en el Espacio Libre Propagación de Ondas Planas Uniformes. Solución General de Ecuación de Propagación de las Ondas, para Ondas Planas Ondas Planas Uniformes Relación entre los Campos E y H, en Ondas Planas Uniformes Polarización. 8.2 La Ecuación de Propagación de las Ondas en Medios Conductores. 8.3 Conductores y Dieléctrica. 8.4 Campos y Potencia en el Dominio de la Frecuencia Uso de vectores Complejos Polarización Elíptica, Circular y Lineal El Teorema de Poynting en su Forma Compleja. 8.5 Velocidades de Fase, de Grupo y de Señal.

5 8.6 Ejemplos de Aplicación. 8.7 Resumen y Conclusiones. IX. RADIACION Y ANTENAS 9.1 Definiciones. 9.2 Leyes Básicas del Campo Electromagnético y Potenciales Potenciales Escalares y Vectoriales Ecuaciones Generales de Propagación de Ondas Soluciones de las Ecuaciones Generales de Propagación de las Ondas. Uso de Potenciales Retardados. 9.3 Radiación del Dipolo Elemental Campo de Fuentes Puntuales La solución para el Dipolo Eléctrico Propiedades del Campo del Dipolo Movimiento de Propagación de Ondas Impedancias de Onda Vector de Poynting Complejo y Potencia Radiada Solución para el Dipolo Magnético. 9.4 Antenas Físicas Naturaleza del Problema El dipolo Eléctrico Físico Detalles de Solución Impedancias de Onda Características de Radiación Antena Radiadora de Media Longitud de Onda Detalles de Solución Características de Radiación. 9.5 Arreglos.

6 9.5.1 Arreglos de Dipolos Factor de Fase o de Elementos, Factor de Arreglo Celosías, Factor de Elemento, Factor de Arreglo. 9.6 Ejemplos de Aplicación. 9.7 Resumen y Conclusiones. X. REFERENCIAS. 1. EXPERIMENTAL RESEARCH IN ELECTRICITY. By M. Faraday A TREATISE ON ELECTRICITY AND MAGNETISM VOLS. I & II. By James Clerk Maxwell Third Edition ELECTROMAGNETIC THEORY VOLS. I, II & III. By Oliver Heaviside ELECTRIC WAVES. By H. R. Hertz THE MATHEMATICAL THEORY OF ELECTRICITY AND MAGNETISM. By Sir James Jeans Five Edition INTRODUCTORY ELECTRODYNAMICS FOR ENGINEERS. By E. Benett and H. M. Grothers THE ELECTROMAGNETIC FIELD. By Max Mason and Warren Weaver ELECTRICITY AND MAGNETISM. By M. Abraham and R. Becker PRINCIPLES OF ELECTRICITY. By L: Page and N.I. Adams TEXT BOOK OF PHYSICS, ELECTRICITY AND MAGNETISM. By J. H. Poynting and Sir J.J. Thomson THEORY OF ELECTRICITY AND MAGNETISM. By M.K:E.L. Plank STATIC AND DYNAMIC ELECTRICITY By W. R. Smithe ELECTRODYNAMICS By L. Page and N. Y. Adams INTRODUCTION TO ELECTRICITY AND OPTICS By N. H. Frank ELECTROMAGNETIC THEORY By J. A. Stratton FUNDAMENTALS OF ELECTRIC WAVES By H.H. Skilling ELECTROMAGNETIC WAVES By S. Schelkunoff 1943.

7 18.HYPER AND ULTRA HIGH FRECUENCY ENGINEERING By R. Y. Sarabacher and W. A. Edson ELECTROMAGNETIC ENGINEERING By R. W. P. King ELECTROMAGNETISM By J. C. Slater and N. H. Franki ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS By S. S. Attwood Third Edition ELECTROMAGNETIC WAVES AND RADIATING SYSTEMS By E.C. Jordan ELECTROMAGNETICFIELDS By E. Weaver ELECTRODYNAMICS By A. Somerfeld SHORT WAVE RADIATION PHENOMENA VOLS I & II By A. Hund ELECTROMAGNETIC WAVES By G. Toraldo Di Francia FIELDS AND WAVES IN MODER RADIO By S. Ramo & J. R. Whinnery ELECTROMAGNETICS By J. D. Kraus TOPICS IN ELECTROMAGNETIC THEORY By D. A. Watkins ELECTROMAGNETIC FIELDS ENERGY AND FORCES By R. B. Adler, L. J. Chu, R. M. Fano ELECTROMAGNETIC ENERGY TRANSMISSION AND RADIATION By R. B. Adler, L. J. Chu, R. M. Fano ELECTROMAGNETIC FIELDS By R. A. Wangsness ELECTROMAGNETIC THEORY By Hayt ELECTROMAGNETIC FIELD, ENERGY AND WAVES By L. M. Magid INTRODUCTION TO ELECTROMAGNETIC FIELDS By C. R. Paul and S. A. Nasar THEORY OF ELECTROMAGNETIC WAVES: COORDINATE FREE APPROACH By H. C. Chen ELECTROMAGNETICS By J. D. Kraus Third Edition FUNDAMENTAL ELECTROMAGNETIC THEORY By reitz FUNDAMENTAL ELECTROMAGNETIC THEORY AND APPLICATIONS By R.W.P. King and S. Prasad 1986.

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