Teoría Electromagnética.

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. 2.3.1 El Significado físico de las leyes integrales del campo Electromagnético. 2.3.2 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. 4.1.1 Las leyes o Ecuaciones de Maxwell.

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. 4.3.1 Discontinuidades en las Componentes Normales de los Campos Eléctrico y Magnético. 4.3.2 Discontinuidades en las Componentes Tangenciales de los Campos Eléctrico y Magnético. 4.3.3 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. 4.5.1 El modelo Macroscópico de Materia Conductora. 4.5.2 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. 5.2.1 El campo de Coulomb de Cargas Estáticas Conocidas en todas partes. 5.2.2 Ejemplos de campos Electrostáticos. 5.3 El Potencial Escalar. Las Ecuaciones Diferenciales del Potencial Escalar. 5.3.1 Ecuaciones de Laplace y de Poisson. 5.3.2 La solución particular de la Ecuación de Poisson. 5.3.3 La Necesidad de una solución Homogénea. 5.4 Campos Magnetostáticos. 5.4.1 El Potencial Magnético Vectorial. 5.4.2 El Campo Magnetostático de Corrientes Conocidas Fijas.

5.5 El Potencial Magnético Escalar. 5.5.1 Corrientes dentro de V. La Solución Particular. 5.5.2 La Solución Homogénea y el Potencial Magnético Escalar. 5.5.3 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. 6.2.1 Breve Descripción de los Mecanismos de Polarización. 6.2.2 Densidad de Polarización. 6..2.3 Densidades de Carga y de Corriente de Polarización. 6.3 El Modelo Macroscópico de Materia Magnetizable 6.3.1 La Base Física del Magnetismo. 6.3.2 Breve Descripción de los Mecanismos de Magnetización. 6.4 El Modelo de Corriente Amperiana 6.4.1 La Densidad de Corriente Amperiana. 6.5 El Modelo de Carga Magnética. 6.5.1 El Concepto de Carga Magnética. 6.5.2 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.

7.3 Conservación de la Energía. Teorema de Poynting. 7.3.1 Forma Diferencial del Teorema de Poynting. 7.3.2 Forma Integral del Teorema de Poynting. 7.3.3 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. 7.5.1 Densidades de Potencia de Polarización, de Magnetización y de Conducción. 7.5.2 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. 8.1.1 Ecuaciones de Propagación de las Ondas, en el Espacio Libre. 8.1.2 Propagación de Ondas Planas Uniformes. Solución General de Ecuación de Propagación de las Ondas, para Ondas Planas. 8.1.3 Ondas Planas Uniformes. 8.1.4 Relación entre los Campos E y H, en Ondas Planas Uniformes. 8.1.5 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. 8.4.1 Uso de vectores Complejos. 8.4.2 Polarización Elíptica, Circular y Lineal. 8.4.3 El Teorema de Poynting en su Forma Compleja. 8.5 Velocidades de Fase, de Grupo y de Señal.

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 9.2.1 Potenciales Escalares y Vectoriales. 9.2.2 Ecuaciones Generales de Propagación de Ondas. 9.2.3 Soluciones de las Ecuaciones Generales de Propagación de las Ondas. Uso de Potenciales Retardados. 9.3 Radiación del Dipolo Elemental. 9.3.1 Campo de Fuentes Puntuales. 9.3.2 La solución para el Dipolo Eléctrico. 9.3.3 Propiedades del Campo del Dipolo. 9.3.3.1 Movimiento de Propagación de Ondas. 9.3.3.2 Impedancias de Onda. 9.3.3.3 Vector de Poynting Complejo y Potencia Radiada. 9.3.3.4 Solución para el Dipolo Magnético. 9.4 Antenas Físicas 9.4.1 Naturaleza del Problema. 9.4.2 El dipolo Eléctrico Físico. 9.4.2.1 Detalles de Solución. 9.4.2.2 Impedancias de Onda. 9.4.2.3 Características de Radiación. 9.4.3 Antena Radiadora de Media Longitud de Onda. 9.4.3.1 Detalles de Solución. 9.4.3.2 Características de Radiación. 9.5 Arreglos.

9.5.1 Arreglos de Dipolos. 9.5.2 Factor de Fase o de Elementos, Factor de Arreglo. 9.5.3 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 1855. 2. A TREATISE ON ELECTRICITY AND MAGNETISM VOLS. I & II. By James Clerk Maxwell Third Edition 1981. 3. ELECTROMAGNETIC THEORY VOLS. I, II & III. By Oliver Heaviside 1893. 4. ELECTRIC WAVES. By H. R. Hertz 1900. 5. THE MATHEMATICAL THEORY OF ELECTRICITY AND MAGNETISM. By Sir James Jeans Five Edition 1925. 6. INTRODUCTORY ELECTRODYNAMICS FOR ENGINEERS. By E. Benett and H. M. Grothers 1926. 7. THE ELECTROMAGNETIC FIELD. By Max Mason and Warren Weaver 1929. 8. ELECTRICITY AND MAGNETISM. By M. Abraham and R. Becker 1930. 9. PRINCIPLES OF ELECTRICITY. By L: Page and N.I. Adams 1931. 10.TEXT BOOK OF PHYSICS, ELECTRICITY AND MAGNETISM. By J. H. Poynting and Sir J.J. Thomson 1932. 11.THEORY OF ELECTRICITY AND MAGNETISM. By M.K:E.L. Plank 1932. 12.STATIC AND DYNAMIC ELECTRICITY By W. R. Smithe 1939. 13.ELECTRODYNAMICS By L. Page and N. Y. Adams 1940. 14.INTRODUCTION TO ELECTRICITY AND OPTICS By N. H. Frank 1940. 15.ELECTROMAGNETIC THEORY By J. A. Stratton 1941. 16.FUNDAMENTALS OF ELECTRIC WAVES By H.H. Skilling 1942. 17. ELECTROMAGNETIC WAVES By S. Schelkunoff 1943.

18.HYPER AND ULTRA HIGH FRECUENCY ENGINEERING By R. Y. Sarabacher and W. A. Edson 1943. 19.ELECTROMAGNETIC ENGINEERING By R. W. P. King 1945. 20.ELECTROMAGNETISM By J. C. Slater and N. H. Franki 1947. 21.ELECTRIC AND MAGNETIC FIELDS By S. S. Attwood Third Edition 1949. 22.ELECTROMAGNETIC WAVES AND RADIATING SYSTEMS By E.C. Jordan 1959. 23.ELECTROMAGNETICFIELDS By E. Weaver 1959. 24.ELECTRODYNAMICS By A. Somerfeld 1952. 25.SHORT WAVE RADIATION PHENOMENA VOLS I & II By A. Hund 1953. 26.ELECTROMAGNETIC WAVES By G. Toraldo Di Francia 1953. 27.FIELDS AND WAVES IN MODER RADIO By S. Ramo & J. R. Whinnery 1953. 28.ELECTROMAGNETICS By J. D. Kraus 1953. 29.TOPICS IN ELECTROMAGNETIC THEORY By D. A. Watkins 1958. 30.ELECTROMAGNETIC FIELDS ENERGY AND FORCES By R. B. Adler, L. J. Chu, R. M. Fano 1960. 31.ELECTROMAGNETIC ENERGY TRANSMISSION AND RADIATION By R. B. Adler, L. J. Chu, R. M. Fano 1960. 32.ELECTROMAGNETIC FIELDS By R. A. Wangsness 1979. 33.ELECTROMAGNETIC THEORY By Hayt 1979. 34.ELECTROMAGNETIC FIELD, ENERGY AND WAVES By L. M. Magid 1981. 35.INTRODUCTION TO ELECTROMAGNETIC FIELDS By C. R. Paul and S. A. Nasar 1982. 36.THEORY OF ELECTROMAGNETIC WAVES: COORDINATE FREE APPROACH By H. C. Chen 1983. 37.ELECTROMAGNETICS By J. D. Kraus Third Edition 1984. 38.FUNDAMENTAL ELECTROMAGNETIC THEORY By reitz 1984. 39.39. FUNDAMENTAL ELECTROMAGNETIC THEORY AND APPLICATIONS By R.W.P. King and S. Prasad 1986.

40. 40. ELECTROMAGNETIC THEORY By Jin Au Kong 1986.