UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA Asignatura Clave Semestre Créditos Ing. en Ciencias de la Tierra Geofísica Ingeniería Geofísica División Departamento Carrera(s) en que se imparte Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5 Optativa Prácticas Semanas 72.0 Modalidad: Curso Seriación obligatoria antecedente: Ninguna Aprobado: Fecha: Consejo Técnico de la Facultad 25 de febrero, 17 de marzo y 16 de junio de 2005 Consejo Académico del Área de las Ciencias 12 de agosto de 2005 Físico Matemáticas y de las Ingenierías Seriación obligatoria consecuente: Prospección Electromagnética Objetivo(s) del curso: El alumno comprenderá las bases físicas y matemáticas de los campos eléctrico y magnético y los analizará en tres dimensiones. Temario NÚM. NOMBRE HORAS 1. Introducción Campo electrostático en el vacío Campo electrostático en presencia de materia dieléctrica Campo eléctrico en presencia de materia conductora Campo magneto estático en el vacío Campo magnético en presencia de materia Ecuaciones de Maxwell Propagación de ondas electromagnéticas planas Prácticas de laboratorio 0.0 Total 72.0

2 FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA (2 / 6) 1 Introducción Objetivo: El alumno conocerá los lineamientos del curso: objetivo, desarrollo, metodología, evaluación, antecedentes académicos y el programa de la asignatura 1.1 Objetivo del curso. 1.2 Antecedentes académicos necesarios. 1.3 Desarrollo del curso. 1.4 Programa de la asignatura. 1.5 Evaluación. 2 Campo electrostático en el vacío Objetivo: El alumno analizará el campo electrostático y las ecuaciones que lo rigen en medios tridimensionales. 2.1 Revisión de conceptos básicos Vector de posición Coordenadas de campo y de fuente Operadores diferenciales en coordenadas de campo y de fuente Teorema de Helmholtz. 2.2 Definición de campo eléctrico. 2.3 Ecuaciones de campo. 2.4 Potencial electrostático. 2.5 Condiciones de Frontera 2.6 Conductores en campos electrostáticos. 3 Campo electroestático en presencia de materia dieléctrica Objetivo: El alumno analizará el campo eléctrico producido por la polarización de la materia estableciendo las ecuaciones del campo que rigen al fenómeno 3.1 Desarrollo multipolar del potencial eléctrico Monopolo eléctrico Dipolo eléctrico. 3.2 Campo electrostático debido a la polarización de un dieléctrico Vector de polarización Representación de un dieléctrico por dipolos eléctricos Ecuaciones de campo Función potencial Condiciones de Frontera 3.3 Campo eléctrico total Concepto de campo eléctrico total.

3 FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA (3 / 6) Función potencial. 3.4 Campo del vector desplazamiento eléctrico Vector desplazamiento eléctrico Ecuaciones de campo Funciones potenciales. 3.5 Dieléctricos homogéneos, isótropos y lineales Relación entre campo eléctrico y vector de polarización Relación entre campo eléctrico y vector de desplazamiento eléctrico Ecuación diferencial para el campo total Condiciones de frontera. 4 Campo eléctrico en presencia de materia conductora Objetivo: El alumno analizará el campo eléctrico cuando existe una corriente eléctrica en medios conductores y establecerá las ecuaciones de campo que rigen el fenómeno. 4.1 Vector densidad de corriente 4.2 Ecuación de continuidad Flujo estacionario 4.3 Ley de Ohm 4.4 Ecuaciones para el campo eléctrico estacionario 4.5 Medio conductor lineal, homogéneo e isótropo 4.6 Condiciones de frontera 4.7 Solución de la Ecuación Diferencial 4.8 Medios Conductores-Dieléctricos 5 Campo magnetoestático en el vacío Objetivo: El alumno analizará el campo magnético en el vacío y establecerá las ecuaciones de campo que rigen el fenómeno. 5.1 Vector de densidad magnética 5.2 Ecuaciones de campo para el vector densidad de flujo magnético 5.3 Función de potencial magnético vectorial 6 Campo magnético en presencia de materia Objetivo: El Alumno analizará y establecerá las ecuaciones de campo que rigen al campo magnético cuando en un medio existe una magnetización 6.1 Desarrollo en multipolos magnéticos para el potencial magnético vectorial Monopolo magnético Dipolo magnético 6.2 Campo magnético debido a la magnetización de la materia Vector de magnetización Representación de la materia por dipolos magnéticos

4 FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA (4 / 6) Ecuaciones de campo Función potencial Condiciones de Frontera 6.3 Campo magnético total Ecuaciones de campo Función potencial 6.4 Campo del vector intensidad magnética Definición del vector intensidad magnética Ecuaciones de campo Función potencial Condiciones de Frontera 6.5 Materiales magnéticos homogéneos, isótropos y lineales Relación entre campo magnético y vector de magnetización Ecuaciones diferenciales para el campo magnético H Condiciones de frontera. 7 Ecuaciones de Maxwell Objetivo: El Alumno conocerá y establecerá las ecuaciones de Maxwell 7.1 Antecedentes históricos Ley de inducción de Faraday Modificación de la ley de Ampere 7.2 Establecimiento de las ecuaciones de Maxwell 8 Propagación de ondas electromagnéticas planas Objetivo: El alumno comprenderá y analizará la propagación de ondas electromagnéticas planas en medios lineales, homogéneos, isótropos y con diferentes parámetros físicos. 8.1 Ecuación de onda para medios homogéneos, isótropos y lineales. 8.2 Concepto de onda plana 8.3 Solución de la ecuación de onda plana 8.4 Representación compleja de ondas armónicas 8.5 Ortogonalidad de los campos eléctrico y magnético 8.6 Características de las ondas Constante de propagación Constantes de fase y atenuación Profundidad nominal Impedancia intrínseca Velocidad de fase Velocidad de Grupo 8.7 Polarización Lineal Circular Elíptica 8.8 Condiciones de frontera

5 FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA (5 / 6) 8.9 Reflexión y refracción de ondas electromagnéticas planas con incidencia normal Concepto de incidencia normal Coeficientes de reflexión y refracción Impedancia de onda 8.10 Radiación de Onda Electromagnética Bibliografía básica: BALANIS, A. C. Advanced Engineering Electromagnetics Hohn Wiley & Sons,1989 WANGSNESS, R.K. Electromagnetic Fields New York John Wiley and Sons., 1979 LORRAIN, P., CORSON, D. Electromagnetic Fields and Waves San Francisco W. H. Freeman and Company, 1962 Bibliografía complementaria: PLONSEY, R., COLLIN, R.E. Principles and applications of electromagnetic fields U.S.A. Mc Graw-Hill book, 1963 JORDAN, E.C., BALMAIN, K.G. Ondas Electromagnéticas y Sistemas Radiantes España Paraninfo,1978 FOGIEL, M. The Electromagnetic problems solver U.S.A. Research and Education Association, 1983 Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo Seminarios Otras:

6 FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA (6 / 6) Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula Otras: Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura El profesor debe tener conocimientos aceptables de todos los temas del programa de la asignatura, así como experiencia de al menos 3 años en Métodos Electromagnéticos. Formación académica: Experiencia profesional Especialidad: Aptitudes y actitudes Licenciatura en Ingeniero Geofísico, Físico, Matemático Profesionales con estudios de posgrado. Docencia e Investigación Experiencia docente y/o laboral mínima de 3 años en el área. Métodos Electromagnéticos. Enseñanza-Aprendizaje, motivado hacia el aprendizaje, Alta capacidad de abstracción