Teoria Electromagnetica

CONTENIDO:

Capítulo I: El Modelo Electromagnético

¿Qué es el Electromagnetismo?

El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.

¿Cuáles son las cantidades fundamentales utilizadas en modelo electromagnético?

Capitulo III: Campos Eléctricos Estacionarios (Electrostática)

Enuncie los postulados fundamentales de la Electrostática en el espacio libre (Forma integral y forma diferencial).

La intensidad de campo eléctrico E se define como la fuerza por unidad de carga que experimenta una carga de prueba estacionaria al colocarse en una región donde existe un campo electrico

E=〖lim┬(q→0) 〗⁡〖F/q→F=q.E〗

Si la fuerza se mide en N y la carga en C; el campo eléctrico queda expresado en V/m. los dos postulados fundamentales de la electrostática en el espacio libre. Especifican que:

Los campos eléctricos estáticos no son solenoidales a menos que ρ_v=0

∇.E=ρ_v/ε_0

Los campos eléctricos estáticos son irrotacionales

∇×E=0

a y b son relaciones puntuales que se aplican en todos los puntos del espacio. Son la forma diferencial de los postulados de la electrostática, obtenidas como caso particular de las ecuaciones de Maxwell

ya que las operaiones de divergencia y rotacional implican derivadas espaciales. En las aplicaciones practicas normalmente nos interesa el campo total debido a un conjunto o una distribución de cargas. Esto puede obtenerse de manera mas conveniente con una forma integral de la ecuación del fundamento a). si tomamos la integral de volumen en ambos lados de la ecuación para un volumen arbitrario V, tenemos

∫_v▒〖∇.Edv=1/ϵ_0 ∫_v▒〖ρ_v dv〗〗.

Teniendo en cuenta el teorema de divergencia, la ecuación se convierte en

∮_s▒〖E.ds=Q/ϵ_0 〗

Donde Q es la carga total contenida en el volumen V limitado por la superficie S. la ecuación es una forma de la ley de gauss. También puede obtenerse una forma integral de la relación del rotacional, integrando ∇×E sobre una superficie abierta e invocando el teorema Stokes, tenemos entonces:

∮_c▒〖E.dl=0〗 (en el espacio libre)

Enuncie la Ley de Coulomb.

La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y directamente proporcional al producto de sus cargas

Deduzca la expresión de la Intensidad de Campo Eléctrico (E ⃗) debido a una carga positiva en un punto arbitrario en el espacio libre.

Compruebe que el campo eléctrico del ítem anterior satisface la ecuación ∇xE ⃗=0(Postuilado fundamental de la Electrostática).

Realizar el ejercicio nro. 3.2 de la página nro 79 del libro “Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería”, autor: D. Cheng.

Exprese las ecuaciones del Campo Eléctrico debido a una distribución continua de carga.

Realizar el ejercicio nro. 3.3 de la página nro. 84 del libro referido.

Enuncie la LEY DE GAUSS. ¿En qué condiciones el útil la ley de gauss?

La ley de Gauss es una ley general, que se aplica a cualquier superficie cerrada. Es una herramienta importante puesto que nos permita la evaluación de la cantidad de carga encerrada,

...