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).
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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.