CE-OI

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

UNIVERSIDAD NACIONAL

CURSODE ,

CAMPOS ELECTROMAGNETICOS

.

. PROFESOR I11 UMAl-r ~IIIIIIIII ~

VII11111111 64000001349987,

ALVARO GAVIRIA ORTIZ

Sc rx:rlllitc b copia ron b tinic:1 condici6n ~ dar crcdito al ;iulor y a las Uni\crsld:ldcs.

AGRADECIM"IENT()S

I-JOS presentes acetatos pudieron elaborarse porque el

Decano de 1a Facultad de Ingenierfa de la Universidad ,

de Antioquia, Alvaro Perez Roldan, el Consejo de la

Facultad y el Jefe del Depal1anlento de Ingenieria Elec­

tronica .. Gildardo Posada Botero, autorizaron al autor "

para que., dentro de Sll plan de trabajo .. lltilizase el tiem­

po que fuese necesario y los preparase; adenlaS, por la

colaboraci6n que el Centro de Investigaciones Anl­

bientales y de Ingenieria brindaron, por internledio de

los ingenieros Beatriz Wills Betancllr y Miguel Ve­

lasquez Velasquez, al facilitar sin restricciones el uso

de llna COlllplltadora personal y de una inlpresora de ca­

lidad. A todos ellos el autor les agradece su colabora­. ,

cIon.

_

CE-OI

E

, P rofesor. Alvaro Gaviria 011iz.

Oficina 21- 412; Telefono 2105560.

J)rerrequisitos reales. De fisica . .

Leyes de Ne\vton; trabajo y energia.

Conceptos basicos del campo electrico y el magnetico.

!\1ateriales; electricos y magneticos.

Ondas; viajera y estacionaria, velocidades.

Dc matematica.

Operat; aritmetica, algebra, trigonometria, geometria.

Vectores; algebra y analisis vectorial.

Calculo; diferencial e integral.

Ecuaciones diferenciales; ordinarias y parciales.

Funciones especiales; variable compleja y Fourier.

. A""

,"-",,--v 1

Objetivos. Intelectuales.

Contribuir a la formaci6n de la capacidad analitica.

Comprender las leyes de la naturaleza.

Conceptualizar la electricidad y el magnetismo. ,

Establecer un METODO para detel111inar el campo.

Instrumentales.

Origen y desarrollo de la teoria del campo.

Determinar el campo electromagnetico. I ,

Teorias de circuitos electricos y magneticos.

Transmisi6n de la energia; lineas, guias y antenas.

Propagaci6n de la onda PUM y efecto piel. .

Orientaci6n. Curso te6rico y conceptual.

Metodologia. Clase magistral acompaoada de talleres di- .

rigidos por un monitor y tare as para hacer en la casa.

CE-Ol

Evaluacion. El 100% se obtiene con:

40% Quices quincenales.

20% Examen sobre el primer capitulo.

20% Examen sobre el segundo capitulo.

20% Examen sobre el tercer capitulo.

Ademas, tareas semanales y voluntarias.

Programa. Tres capitulos de extension similar:

Capitulo primero. La teoria de la Teoria.

Capitulo segundo. Sistemas estacionarios.

Capitulo tercero. Sistemas dinamicos.

Bibliografia.

Magid. Electromagnetic Fields.

Marshall. Electromagnetismo.

J Johnk. Teoria Electromagnetica.

Kraus. Electromagnetismo.

Chipman. Lineas de transmision.

3

ACCION A DISTANCIA

Ideas basicas. Universo discreto. ,

At01110S.

Vacio.

Interacciones segun Jeyes naturales..

A distancia.

Instantaneas.

- Velocidad infinita.

Jdeologos. Atomistas griegos.

- Leucipo y Dem6crito. '

-Newton.

Posnewtonianos .

• Ampere

• Weber

Helmholtz

CE-02

ACCION POR CONTA CTO '

Ideas basicas. Continuidad del univel-so.

No hay atomos.

No hay vacio.

IntcI4 acciones segun leyes naturales.

Por contacto.

Punto a punto.

Se propagan con velocidad finita.

Ide6logos. Antiguos.

Arist6teles.

Iglesia de Cristo.

Modernos.

Oersted .

• Faraday y Maxwell.

Hertz y Einstein.

5

CRISIS DEL ARISTOTELISMO

Influencias.

Invenci6n de la imprenta.

• Descubrimiento de America.

Reforma protestante.

• Disminuci6n de la importancia del dogma.

Contraejemplos.

Sistema copemicano Y,las l~yes de Kepler.

Astronomia con telescopio.

Lunas de Jupiter.

• Metodo cientifico.

• Leyes del movimiento.

• l\tracciones magneticas de Gilbert .

• Remolinos en el eter de Descartes

o Fisica de Newton.

CE-02

MECANICISl\10

Modelo newtoniano. Universo discreto. (

Particulas.

Vacio.

Inte.·acciones son fuerzas.

Inverso cuadraticas.

Que solo dependen de la distancia.

Centrales.

Que obran a distancia. f'

Que se propagan instantaneamente.

Mecanicismo. , .

Optica, Electricidad y Magnetisl11o.

Quimica. ,

Tennodinamica. .

Materialismo.

7

8 CE-03

CRISlS DEL MECANIC1SMO

Contraejemplos.

• La luz es una onda; Youngy Fresnel. I

• Fuer~as no centrales; Oersted.,

• Fuerzas que dependen de la velocidad; Rowland.

• Fuerzas que dependen de la aceleraci6n; Faraday. . )

• Fuerzas no instantaneas; Faraday.

• EI campo llena el espacio; Maxwell. 1. __

• Fuerzas que no conservan la energia; Helmholtz. ,

Remiendos.

• Ampere y ley de la fuer~a entre corrientes.

• Weber y la expresi6n unificadora de las fuerzas. « ­.' ~ . ~

• r, ' Sintesis. Helmoltz compara ideas de Weber y Max\velL

Experimento crucial. He~z descubre ondas de radio.

CE-03 ,

ISIS DE LA' TEORIA DEL CAMPO

Temas pendientes. ,

·Eter.

Radiacion del cuerpo negro.

Efecto fotoelectrico.

Consecuencias. Teoria de la relatividad de Einstein.

Relativlidad del espacio y el tiempo.

Relatividad de la masa y la energia.

Fisica Cuantica. -j

Existe el electron; Lorentz y. Thomson.

yuantizacion de la energi.a emi~ida; ·Planck. - . ­

La luz es corpuscular; Einstein. I~ \

I ,

~.1odelo atomico; Rhuterford y Bohr. . \ \ r )

Schrodinger, Heisemberg y Dirac. I, '\ , J

EI electron es una onda; De Broglie y Thomson.

9

CE-03 10 ­

CONCILIACION

Fisica newtoniana. Baja velocidad. ,

Fisica de canl pos, relativista. Anlbito Inacroscopico . . ,

Fisica. discreta, cuantica. Anlbito 11licroscopico.

En sus ambitos, la fisica newtoniana y la de canlpos son " I .

validas, y esta (lltilna no tiene contradicciones.

, , METODO DE LA ,FlSICA DE CAMPOS

.. P:rimer paso. Ecuaciones que se satisfacen' en cada

".

punto del campo en la region de interes . ...

Segundo pasp. Solucion de esas ecuaciones. ,

Tercer paso. Condiciones de frontera en los hordes de

la region de interes.

\

CE-04

POSTULADOS

. I. Carga electrica. I

,e Existe el atomo de carga.

• Solo hay dos tipos: positiva y negativa.

• Se conserva: r!"J.dA- dQ y V. J = _ 8P.( 1 . ~ ~

• Es invariante; no depende de la velocidad. / J-

Esta cuantizada; por tanto: Q = Ne. .

II. Ley de Lorentz.

• F =q(E + v x B).

11

Canlpo electrico·. Llena el espacio alrededor de las car­

gas; se manifiesta'en presencia de una carga testigo.

C·anlpo magnetico. Llena el espacio alrededor .de las

corrientes electricas; manifiesta su existencia en pre­

sencia de una corriente electrica testigo.