Universidad de San Carlos de Guatemala
Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas
Programas de Licenciatura

1 Descripción del Curso

En este curso, que es continuación de electromagnetismo 1, se desarrolla la teoría del magnetismo, es decir, como se origina a partir de corrientes eléctricas, como se representa vectorialmente, y las leyes que obedece. Luego se introduce a la teoría electromagnética propiamente dicha con las ecuaciones de Maxwell y la propagación de ondas electromagnéticas.

2 Competencias

2.1 Competencias generales

2.1.1

Plantear, analizar y resolver problemas físicos, tanto teóricos como experimentales, mediante la utilización de métodos analíticos, experimentales o numéricos.

2.1.2

Construir modelos simplificados que describan una situación compleja, identificando sus elementos esenciales y efectuando las aproximaciones necesarias.

2.1.3

Describir y explicar fenómenos naturales y procesos tecnológicos en términos de conceptos, principios y teorías físicas.

2.1.4

Desarrollar argumentaciones válidas en el ámbito de la física, identificando hipótesis y conclusiones.

2.1.5

Sintetizar soluciones particulares, extendiéndolas hacia principios, leyes o teorías más generales.

2.1.6

Percibir las analogías entre situaciones aparentemente diversas, utilizando soluciones conocidas en la resolución de problemas nuevos.

2.2 Competencias específicas

  a)

Comprender el concepto de campo magnético y su interacción con la carga y corriente.

  b)

Plantear y resolver, utilizando el álgebra vectorial problemas relacionados con campo magnetico.

  c)

Comprender la interrelación entre campo eléctrico y campo magnético y su unificación en electromagnetismo.

  d)

Comprender el origen y propagación de ondas electromagnéticas planas.

3 Unidades

3.1 El campo magnetico de corrientes estacionarias

  Descripción: Definición de la induccción magnética, fuerza sobre conductores por los que circula corriente, ley de Biot y Savart, ley de circuitos de Ampère, el potencial vectorial magnético, campo magnético de un circuito distante, el potencial escalar magnético, flujo magnético

Duración: 9 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el primer examen parcial

3.2 Propiedades magnéticas de la materia

  Descripción: Magnetización, el campo magnético producido por un material magnetizado, potencial escalar magnético y densidad de polos magnéticos, fuentes del campo magnético, las ecuaciones de campo, susceptibilidad y permeabilidad magnéticas e histérisis, condiciones en la frontera sobre los vectores de campo, problemas de valor en la frontera en los que intervienen campos magnéticos, circuitos de corriente que contienen medios magnéticos.

Duración: 10 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el primer examen parcial

3.3 Inducción electromagnética

  Descripción: Inducción electromagnética, autoinductancia, inductancia mútua, la fórmula de Neumann, inductancias en serie y paralelo.

Duración: 7 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el segundo examen parcial

3.4 Energía magnética

  Descripción: Energía magnética de circuitos acoplados, densidad de energía en el campo magnético, fuerzas y momentos de rotación en circuitos rígidos.

Duración: 4 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y dos problemas en el segundo examen parcial

3.5 Corrientes que varian lentamente

  Descripción: Comportamiento transitorio y en estado estacionario, leyes de Kirchhoff, comportamiento transitorio elemental, comportamiento en estado estacionario de un circuito en serie simple, conexión de impedancias en serie y en paralelo, potencia y factores de potencia.

Duración: 8 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y un problema en el examen final.

3.6 Ecuaciones de Maxwell

  Descripción: Generalización de la ley de Ampère, ecuaciones de Maxwell y sus bases empíricas, energía electromagnética, la ecuación de onda, ondas monocromáticas, condiciones en la frontera, la ecuación de onda con fuentes.

Duración: 7 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y un problema en el examen final.

3.7 Propagación de ondas monocromáticas

  Descripción: Ondas planas en medios no conductores, polarización, densidad y flujo de energía, ondas planas monocromáticas en medios conductores.

Duración: 10 períodos de 50 minutos

Metodología: Los períodos de clase son mayoritariamnte magistrales, con la solución de algunos ejercicios guías, para que el estudiante demuestre su aprendizaje con la resolución de los ejercicios propuestos.

Evaluación: Se evaluará por medio de una tarea y un problema en el examen final.

4 Evaluación del curso

Los porcentajes asignados a cada uno de los elementos de la evaluación están de acuerdo con el Reglamento General de Evaluación y Promoción del Estudiante de la Universidad de San Carlos de Guatemala

5 Bibliografía sugerida

1.

Reitz, Milford y Christy, “Fundamentos de la teoría electromagnética”, 4ta. Ed, Addison-Wesley, 1996, Wilmington, Delaware, E.U.A.

2.

Griffiths, David, “Introduction to electrodynamics”, 3ra. Ed, Pentince-Hall, 1990, E.U.A.

3.

Purcell, Edward M., “Electricity and Magnetism”, 2da. Ed, Cambridge University Press, 2011, E.U.A.

http://ecfm.usac.edu.gt/programas