FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE GEOFÍSICA
Programa de la Asignatura: FUNDAMENTOS DE TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA
Clave: 1710 Núm. de créditos: 09
Carrera: INGENIERO GEOFISICO
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 72
Semestre: 7º
Horas a la semana:
Teoría: 4.5 Obligatoria: SI
Prácticas: 0.0 Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno comprenderá las bases físicas y matemáticas de los campos
eléctrico y magnético y los analizará en tres dimensionales.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I INTRODUCCION 1.5
II CAMPO ELECTROSTATICO EN EL VACIO 6.0
III CAMPO ELECTROSTATICO EN PRESENCIA DE MATERIA DIELECTRICA 15.0
IV CAMPO ELECTRICO EN PRESENCIA DE MATERIA CONDUCTORA 10.5
V CAMPO MAGNETOESTATICO EN EL VACIO 4.5
VI CAMPO MAGNETICO EN PRESENCIA DE MATERIA 15.0
VII ECUACIONES DE MAXWELL 4.5
VIII PROPAGACION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS PLANAS 15.0
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72.0
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
ECUACIONES DIFERENCIALES
TEORÍA DEL POTECIAL APLICADA A LA GEOFÍSICA
ASIGNATURA CONSECUENTE :
PROSPECCIÓN GRAVIMÉTRICA Y MAGNETOMÉTRICA
ASIGNATURA CONSECUENTE OBLIGATORIA :
PROSPECCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. INTRODUCCION
ANTECEDENTES:
Ninguno
OBJETIVO:
El alumno conocerá los lineamientos del curso: desarrollo,
metodología, evaluación y el programa de la asignatura.
CONTENIDO:
I.1. Objetivo del curso.
I.2. Desarrollo del curso.
I.3. Programa de la asignatura.
I.4. Evaluación.
II. CAMPO ELECTROSTATICO EN EL VACIO
ANTECEDENTES:
Teoría del Potencial
OBJETIVO:
El alumno analizará el campo electrostático y las ecuaciones
que lo rigen en medios tridimensionales.
CONTENIDO:
II.1. Revisión de conceptos básicos.
II.1.1. Vector de posición
II.1.2. Coordenadas de campo y de fuente.
II.1.3. Operadores diferenciales en coordenadas
de campo y de fuente.
II.1.4. Teorema de Helmholtz.
II.2. Definición de campo eléctrico.
II.3. Ecuaciones de campo.
II.4. Función de potencial electrostático
II.5. Ecuaciones diferenciales.
II.6. Conductores en campos electrostáticos.
III. CAMPOS ELECTROSTATICO EN PRESENCIA DE MATERIA DIELECTRICA
ANTECEDENTES:
Electricidad y magnetismo
OBJETIVO:
El alumno analizará el campo eléctrico producido por la
polarización de la materia estableciendo las ecuaciones
del campo que rigen al fenómeno.
CONTENIDO:
III.1. Desarrollo multipolar del potencial eléctrico.
III.1.1. Monopolo eléctrico.
III.1.2. Dipolo eléctrico.
III.2. Campo electrostático debido a la polarización de
un dieléctrico.
III.2.1. Vector de polarización.
III.2.2. Representación de un dieléctrico por
dipolos eléctricos.
III.2.3. Ecuaciones de campo.
III.2.4. Función potencial.
III.3. Campo eléctrico total.
III.3.1. Concepto de campo eléctrico total.
III.3.2. Función potencial.
III.4. Campo del vector desplazamiento eléctrico.
III.4.1. Vector desplazamiento eléctrico.
III.4.2. Ecuaciones de campo.
III.4.3. Funciones potenciales.
III.5. Dieléctricos homogéneos, isótropos y lineales.
III.5.1. Relación entre campo eléctrico y vector
de polarización.
III.5.2. Relación entre campo eléctrico y vector
de desplazamiento eléctrico.
III.5.3. Ecuación diferencial para el campo total.
III.5.4. Condiciones de frontera en dieléctricos.
IV. CAMPO ELECTRICO EN PRESENCIA DE MATERIA CONDUCTORA
ANTECEDENTES:
Electricidad y magnetismo
OBJETIVO:
El alumno analizará el campo eléctrico cuando existe una
corriente eléctrica en medios conductores y establecerá
las ecuaciones de campo que rigen el fenómeno.
CONTENIDO:
IV.1. Vector densidad de corriente
IV.2. Ecuación de continuidad
IV.2.1. Flujo estacionarlo
IV.3. Ley de Ohm
IV.4. Ecuaciones para el campo eléctrico estacionario
IV.5. Medio conductor lineal, homogéneo e isótropo
IV.6. Condiciones de frontera
V. CAMPO MAGNETOESTATICO EN EL VACIO
ANTECEDENTES:
Electricidad y magnetismo
OBJETIVO:
El alumno analizará el campo magnético en el vacío y
establecerá las ecuaciones de campo que rigen el
fenómeno.
CONTENIDO:
V.1. Vector de densidad magnética
V.2. Ecuaciones de campo para el vector densidad de
flujo magnético
V.3. Función de potencial magnético vectorial
VI. CAMPO MAGNETICO EN PRESENCIA DE MATERIA
ANTECEDENTES:
Electricidad y magnetismo
OBJETIVOS:
El Alumno analizará y establecerá las ecuaciones de
campo que rigen al campo magnético cuando en un
medio existe una magnetización
CONTENIDO:
VI.1. Desarrollo en multipolos magnéticos para el
potencial magnético vectorial
VI.1.1. Monopolo magnético
VI.1.2. Dipolo magnético
VI.2. Campo magnético debido a la magnetización de
la materia
VI.2.1. Vector de magnetización
VI.2.2. Representación de la materia por
dipolos magnéticos
VI.2.3. Ecuaciones de campo
VI.2.4. Función potencial
VI.3. Campo magnético total
VI.3.1. Ecuaciones de campo
VI.3.2. Función potencial
VI.4. Campo del vector intensidad magnética
VI.4.1. Definición del vector intensidad magnética
VI.4.2. Ecuaciones de campo
VI.4.3. Función potencial
VI.5. Materiales magnéticos homogéneos, isótropos y
lineales
VI.5.1.Relación entre campo magnético y vector
de magnetización
VI.5.2. Ecuaciones diferenciales para el campo
magnético H.
VI.5.3. Condiciones de frontera.
VII. ECUACIONES DE MAXWELL
ANTECEDENTES:
Temas de la misma asignatura
Electricidad y Magnetismo
OBJETIVO:
El Alumno conocerá y establecerá las ecuaciones
de Maxwell
CONTENIDO:
VII.1. Antecedentes históricos
VII.1.1. Ley de inducción de Faraday
VII.1.2. Modificación de la ley de Ampere
VII.2. Establecimiento de las ecuaciones de Maxwell
VIII. PROPAGACION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS PLANAS
ANTECEDENTES:
Electricidad y Magnetismo
Teoría del Potencial
OBJETIVO:
El alumno comprenderá y analizará la propagación de
Ondas Electromagnéticas planas en medios lineales,
homogenenos, isótropos y con diferentes parámetors
físicos
CONTENIDO:
VIII.1. Ecuación de onda para medios homogéneos, isótropos
y lineales.
VIII.2. Concepto de onda plana
VIII.3. Solución de la ecuación de onda plana
VIII.4. Representación compleja de ondas armónicas
VIII.5. Ortogonalidad de los campos eléctrico y magnético
VIII.6. Características de las ondas
VIII.6.1. Constante de propagación
VIII.6.2. Constantes de fase y atenuación
VIII.6.3. Profundidad nominal
VIII.6.4. Inpedancia intrínseca
VIII.6.5 Velocidad de Fase
VIII.7. Polarización
VIII.7.1 Lineal
VIII.7.2 Circular
VIII.7.3 Elíptica
VIII.8. Condiciones de frontera
VIII.9. Reflexión y refracción de ondas electromagnéticas
planas con incidencia normal
VIII.9.1. Concepto de incidencia normal
VIII.9.2. Coeficientes de reflexión y refracción
VIII.9.3. Impedancia de onda
VIII.10. Propagación de ondas electromagnéticas planas en
diferentes medios
VIII.10.1. Medios con interfase
dieléctrico-dieléctrico
VIII.10.2. Medios con interfase
dieléctrico-conductor
VIII.10.3. Medios con interfase
conductor-conductor
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula(X)
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase (X)
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas ( )
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio( )
Prácticas de campo ( )
Otras:
BIBLIOGRAFIA
Texto Temas de la materia para los que se recomienda:
WANGSNESS, R.K.
“Electromagnetic Fields “
John Wiley and Sons
New York, E.E.U.U., 1979. II, III, IV, V, VI, VII
LORRAIN, P. Y CORSON, D.
“Electromagnetic Fields and Waves “
W. H. Freeman and Company
San Francisco, E.E.U.U., 1962 VIII
CONSULTA:
PLONSEY, R. Y COLLIN, R.E.
“Principles and Applications of Electromagnetic Fields “
Mc Grawl-Hill Book
E.E.U.U., 1963 II, III, IV, V, VI, VII
JORDAN, E.C. Y BALMAIN, K.G.
“Ondas Electromagnéticas y Sistemas Radiantes “
Ed. Paraninfo
España, 1978 VII
FOGIEL, M.
“The Electromagnetic problems solver “
Research and Education Association
E..E.U.U, 1983 TODOS