PROGRAMA DE ASIGNATURA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO I

CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICOS

II

CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS

III

CIRCUITOS ELECTRICOS

IV

MAGNETOSTATICA

V

INDUCCION ELECTROMAGNETICA

VI

PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA

I.

CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICOS

ANTECEDENTES:

Cálculo I. Cálculo II. Cálculo III. Geometría Analítica.

Objetivo: El alumno determinará campo eléctrico, diferencia de potencial y trabajo casiestático en arreglos de cuerpos geométricos con carga eléctrica uniformemente distribuida. CONTENIDO: I.1 I.2 I.3 I.4 I.5 I.6 I.7 I.8 I.9 I.10 I.11 I.12 I.13

II.

Concepto de carga eléctrica y distribuciones continuas de carga. Principio de conservación de la carga eléctrica. Conceptos de conductor y aislador. Fenómeno de inducción electrostática. Ley de Coulomb. Principio de superposición. Concepto de campo eléctrico. Obtención de campos eléctricos originados por distribuciones Discretas y continuas de carga. Concepto y definición de flujo eléctrico. Ley de Gauss en forma integral y sus aplicaciones. El campo electrostático y el concepto de campo conservativo. Definición de potencial eléctrico. Cálculo de diferencias de potencial. El gradiente de potencial eléctrico.

CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS.

ANTECEDENTES:

Cálculo I. Cálculo III.

Objetivo: El alumno calculará la capacitancia de un sistema y la energía potencial eléctrica en él almacenada. CONTENIDO: II.1 II.2 II.3 II.4 II.5 II.6 II.7 II.8 II.9 II.10

III.

Concepto de capacitor y definición de capacitancia. Cálculo de capacitancias. Cálculo de la energía almacenada. Conexiones de capacitores; capacitor equivalente. Momento bipolar eléctrico. Polarización de la materia. Definición del vector polarización. Concepto de rigidez dieléctrica. Susceptibilidad, permitividad y permitividad relativa. Definición del vector desplazamiento eléctrico y de su flujo. Discusión de los efectos del uso de dieléctricos en los capacitares.

CIRCUITOS ELECTRICOS.

ANTECEDENTES:

Cálculo I. Cálculo II. Algebra. Ecuaciones Diferenciales.

OBJETIVO: El alumno analizará el comportamiento de circuitos eléctricos resistivos y, en particular, calculará las transformaciones de energía asociadas. CONTENIDO: III.1 Conceptos y definiciones de: corriente eléctrica, velocidad media de los portadores de carga libres y densidad de corriente eléctrica. III.2 ley de Ohm; conductividad y resistividad. III.3 Ley de Joule. III.4 Conexiones de resistores; resistor equivalente. III.5 Concepto y definición de fuerza electromotriz. Fuentes de fuerza Electromotriz: ideales y reales. Fuerza electromotriz alterna senoidal. III.6 Nomenclatura básica empleada en circuitos eléctricos. III.7 Leyes de Kirchoff y su aplicación en circuitos resistivos con fuentes de voltaje continuo y alterno senoidal. III.8 Circuito RC.

IV.

MAGNETOSTATICA.

ANTECEDENTES:

Cálculo I. Cálculo II. Geometría Analítica.

OBJETIVO: El alumno determinará el campo magnético debido a distribuciones de corriente eléctrica, calculará la fuerza magnética sobre conductores portadores de corriente y comprenderá el principio de operación del motor de corriente directa.

CONTENIDO: IV.1 IV.2 IV.3 IV.4 IV.5 IV.6 IV.7 IV.8 IV.9 IV.10

V.

Descripción de los imanes y experimento de Oersted. Fuerza magnética entre cargas en movimiento. Obtención de la expresión de Lorentz. definición de campo magnético (B). Principio de superposición. Ley de Biot-Savart y sus aplicaciones. Concepto y definición de flujo magnético. Ley de Gauss en forma integral para el magnetismo. Circulación del campo magnético; ley de Ampere y sus aplicaciones. Fuerza magnética entre conductores. Principio de operación del motor de corriente directa.

INDUCCION ELECTROMAGNETICA.

ANTECEDENTES:

Cálculo II. Cálculo III. Ecuaciones Diferenciales.

OBJETIVO: El alumno determinará las inductancias de circuitos eléctricos y la energía magnética almacenada en ello. Comprenderá el principio de operación del transformador eléctrico monofásico.

CONTENIDO: V.1 V.2 V.3 V.4 V.5 V.6

Ley de Faraday y principio de Lenz. Fuerza electromotriz de movimiento. Principio de operación del generador eléctrico Conceptos de inductancia propia, mutua y de inductor. Cálculo de Inductancias. Principio de operación del transformador eléctrico

V.7 V.8 V.9

VI.

Conexión de inductores en serie; inductor equivalente. Energía en un inductor. Circuitos RL y RLC en serie.

PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA

OBJETIVO: El alumno describirá las características magnéticas de los materiales y conocerá las aplicaciones de las curvas de magnetización y del ciclo de histéresis.

CONTENIDO: VI.1 VI.2 VI.3 VI.4 VI.5

Diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo. Susceptibilidad, permeabilidad y permeabilidad relativa. Definición de los vectores intensidad de campo magnético (H) y magnetización (M) Curva de magnetización. Ciclo de Histéresis. Concepto de fuerza coercitiva y magnetismo remanente. Discusión de los efectos del uso de materiales en los conductores.

BIBLIOGRAFIA TEXTOS BASICOS JARAMILLO M., Gabriel A. y ALVARADO C., Alfonso A. “Electricidad y Magnetismo” Trillas, UNAM, Facultad de Ingeniería, 1ª. Preedición México, 1997 SERWAY, Raymond A. “Fisica”, Tomo II McGraw-Hill, 4a. edición México, 1997

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA EISBERG, Robert M. y LERNER, Lawrence S. “Física, Fundamentos y Aplicaciones” Vol. II McGraw Hill México, 1988

HALLIDAY, David, RESNICK,Robert y KRANE, Kenneth S. “Física” Tomo II CECSA México, 1992 HARRIS, Benson “Física Universitaria” Vol II CECSA México, 1995 McKELVEY, John P.y GROTCH, Howard “Física para Ciencias e Ingeniería” Tomo 2 Harla México, 1983 WOLF, Stanley “Guía para Mediciones Electrónicas y Prácticas de laboratorio” Prentice Hall Hispanoamericana México, 1980 TRIPLER, Paul A. “Física” Editorial Reverté, S.A. España, 1993 FISHBANE, P. M., GASIOROWICZ S. AND THORNTON S.T. “Physics for scientists and engineers” Prentice Hall U.S.A. 1993 KIP, Arthur F. “Fundamentals of electricity and magnetism” Mcgraw Hill U.S.A. 1986