UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

SILABO N°29 1. INFORMACIÓN GENERAL

1.1 Nombre del Curso: TEORÍA DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS 1.2 Ciclo Académico: 5 1.3 Carácter : OBLIGATORIO 1.4 Código del Curso: CI0508 1.5 Pre-requisito: CB0314 1.6 Créditos: 03 1.7 Semestre / Año Académico: 2015-A 1.8 Horas de Teoría: 02 HORAS / SEMANA 1.9 Horas de Práctica: 02 HORAS / SEMANA 1.10 Horas de Laboratorio: 00 / SEMANA 1.11 Docente del curso: MG. ING. JORGE ALBERTO MONTAÑO PISFIL

2. SUMILLA La naturaleza de este curso es teórica y práctica y tiene el propósito de brindar al discente el

conocimiento de las leyes que rigen los campos eléctricos y magnéticos indispensables para

comprender los principios del funcionamiento de las máquinas eléctricas, transformadores y líneas

de transmisión e instrumentos eléctricos y electromagnéticos; y también, para explicar los

fenómenos de acción a distancia. El desarrollo de la asignatura hará uso del análisis vectorial,

ecuaciones diferenciales parciales, problemas con valores en la frontera, y cálculos numéricos con el

uso del computador. Se tratarán los siguientes temas: Análisis vectorial. Campos eléctricos

estáticos. Corrientes eléctricas estacionarias. Campos magnéticos estáticos. Campos eléctricos y

magnéticos variables en el tiempo. Propiedades magnéticas de la materia. Ecuaciones de Maxwell.

3. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS

OBJETIVOS N° CONTENIDO

GENERALES

1. Explicar las leyes que gobiernan los fenómenos eléctricos y magnéticos.

2. Comprender las leyes fundamentales que rigen la teoría electromagnética, y de esta forma comprender los principios de funcionamiento de las máquinas y los instrumentos eléctricos y magnéticos.

3. Aplicar la teoría electromagnética, haciendo uso del cálculo vectorial, para la solución de problemas que se presentan en diferentes situaciones eléctricas y magnéticas.

ESPECÍFICOS

1. Desarrollar la habilidad necesaria para resolver problemas de manera lógica y racional mediante la aplicación de la teoría electromagnética.

2. Aplicar las ecuaciones de Maxwell para resolver diversos tipos de problemas relacionados con los fenómenos eléctricos y magnéticos.

4. PORCENTAJE DE FORMACIÓN PROFESIONAL POR OBJETIVO Y POR COMPETENCIAS.

Se considera que un 70% es por objetivos y un 30 % es por competencias.

5. METODOLOGÍA A UTILIZAR. Las clases se desarrollarán de acuerdo a los temas considerados en el programa. El profesor propiciará y estimulará la participación de los alumnos en el desarrollo de la clase. Desarrollará prácticas dirigidas y brindará horas de asesoría en horarios predeterminados. El alumno deberá asistir a clases obligatoriamente, revisando los temas tratados y estudiando el tema a desarrollarse. Esto permitirá una mejor participación del alumno en las clases.

6. SISTEMA DE EVALUACIÓN. La evaluación de los alumnos es objetiva, en base a exposiciones de problemas resueltos de los diversos capítulos que contiene la Asignatura, examen parcial (EP) y examen final (EF). Las intervenciones orales se consideran dentro del promedio de exposiciones de problemas resueltos

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(PE). Si el promedio final fuese desaprobatorio y mayor de cinco (05) se rendirá un examen sustitutorio, el que será único y abarcará toda la Asignatura, reemplazando la nota más baja de los exámenes. El promedio de exposiciones de problemas resueltos (PE) se obtendrá promediando las exposiciones (mínimo seis) y las intervenciones orales durante el Ciclo Académico. El promedio final (PF) de la Asignatura se calculará con la siguiente fórmula:

3

EFEPPEPF

REQUISITOS DE APROBACIÓN:

- Asistir a por lo menos el 80% de las horas de práctica.

- Alcanzar una nota final igual o mayor a 10,5.

7. CONTENIDO PROGRAMÁTICO ANALÍTICO CALENDARIZADO TEÓRICO DEL CURSO.

SEM N°

TEMA GENERAL CONTENIDO PROGRAMACIÓN

DE EVALUACIONES

1

INTRODUCCIÓN, ASPECTOS GENERALES Y FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS

1.1 Introducción. 1.2 Aspectos generales. Campo, campo escalar,

campo vectorial. 1.3 Fundamentos matemáticos. Sistemas de coordenadas. Análisis vectorial. Derivación de vectores. Integración de vectores. Gradiente de una función escalar. La divergencia, el teorema de la divergencia. El rotacional, el teorema de Stokes. El Laplaciano. El Teorema de Green en el plano.

2 ELECTROSTÁTICA EN EL VACÍO

2.1 Concepto de Electrostática en el vacío. Postulados fundamentales de la Electrostática en el vacío.

3 ELECTROSTÁTICA EN EL VACÍO (Continuación)

3.1 Campo eléctrico. Intensidad de campo eléctrico. Potencial eléctrico y diferencia de potencial. Capacitancia eléctrica. Energía electrostática.

4

EL CAMPO ELECTROSTÁTICO EN MEDIOS DIELÉCTRICOS

4.1 Dieléctricos. Importancia de los dieléctricos. El campo eléctrico dentro de un dieléctrico. Polarización. Densidad superficial de polarización. Densidad volumétrica de polarización. Campo eléctrico fuera de un medio dieléctrico. Desplazamiento eléctrico. 4.2 Ley de Gauss en un dieléctrico: Forma integral y Forma diferencial. 4.3 Recomendaciones para resolver problemas con valores en la frontera en los que intervienen dieléctricos.

5

MÉTODOS GENERALES PARA RESOLVER PROBLEMAS ELECTROSTÁTICOS

5.1 Ecuación de Poisson.

5.2 Ecuación de Laplace. Ecuación de Laplace con una variable independiente en coordenadas rectangulares, en coordenadas cilíndricas y en coordenadas esféricas. Problemas de aplicación con condiciones de frontera.

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6

MÉTODOS GENERALES PARA RESOLVER PROBLEMAS ELECTROSTÁTICOS (Continuación)

6.1 Ecuación de Laplace para problemas

bidimensionales en coordenadas rectangulares

y en coordenadas cilíndricas. Problemas con

condiciones de frontera.

7

MÉTODOS GENERALES PARA RESOLVER PROBLEMAS ELECTROSTÁTICOS (Continuación)

7.1 Ecuación de Laplace para problemas bidimensionales en coordenadas esféricas. Problemas con condiciones de frontera.

7.2 Método de imágenes electrostáticas. Problemas de aplicación.

8 EXAMEN PARCIAL

9 CORRIENTE ELÉCTRICA

9.1 Corriente eléctrica, tipos de corriente eléctrica. Intensidad de corriente eléctrica. Ley de Continuidad y ley de la corriente de Kirchhoff. Corrientes continuas y Ley de Ohm. Ecuaciones que rigen el flujo de corriente continua o corriente estacionaria.

9.2. Circuitos eléctricos. Leyes de Kirchhoff. Potencia eléctrica y energía eléctrica.

10

MAGNETOSTÁTICA EN EL VACÍO

10.1 Magnetostática en el vacío. Postulados fundamentales de la magnetostática en el vacío. Ecuación de la Fuerza de Lorentz. El campo magnético de una carga en movimiento. Fuerzas sobre conductores por los que circula corriente. Ley de Biot y Savart.

11

MAGNETOSTÁTICA EN EL VACÍO (Continuación)

11.1 Ley de Circuitos de Ampere.

11.2 El potencial vector magnético.

12 CAMPO MAGNÉTICO EN LA MATERIA

12.1 Magnetización en los materiales y densidades de corriente equivalentes. 12.2 Intensidad de campo magnético – Ley de Ampere en medios magnéticos. 12.3 Comportamiento de los materiales magnéticos. Condiciones en la frontera para campos magnetostáticos.

13 INDUNCTANCIAS E INDUCTORES

13.1 Inductancia mutua y auto inductancia.

14

INDUNCTANCIAS E INDUCTORES (Continuación)

14.1 Energía magnética. Fuerzas y pares magnéticos. Fuerzas y pares sobre conductores por los que circulan corrientes. Par experimentado por un circuito por el que circula una corriente en un campo magnético.

15

LEY DE FARADAY Y ECUACIONES DE MAXWELL

15.1 Inducción electromagnética y ley de Faraday. Postulado fundamental de la inducción electromagnética.

15.2 Circuitos magnéticos. Transformadores. Ecuaciones de Maxwell.

16 EXAMEN FINAL

17 EXAMEN

SUSTITUTORIO

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8. CONTENIDO PROGRAMÁTICO ANALÍTICO CALENDARIZADO DE PRÁCTICAS DE LABORATORIOS No hay prácticas de laboratorio.

9. BIBLIOGRAFÍA

N° TÍTULO AUTOR EDITORIAL

1 Elementos de

electromagnetismo Sadiku, Matthew N.O.

Oxford University Press.

2

Elementos de

electromagnetismo para

ingeniería

Cheng, David K.

Addison – Wesley

3 Fundamentos de la teoría

electromagnética Reitz – Milford - Christy

Addisson Wesley

4 Teoría electromagnética RI Hayt Jr., William H. Mc Graw-Hill

5 Campos electromagnéticos Dios Otín, Federico. Alfaomega – Ediciones UPC

6 Electromagnetismo con

aplicaciones Krauss-Fleisch

Mc Graw-Hil

7 Problemas de Campos

Electromagnéticos González Fernández Antonio- Schaum

Mc Graw-Hill

8 Electricidad y magnetismo Serway Mc Graw–Hill

9 Electricidad y Magnetismo Berkeley Physics course – Vol 2.

Editorial Reverte

10 Teoría de Campos

Electromagnéticos Talledo, Arturo

“Ciencias”

10. REFERENCIAS (PAPERS) E INFOREFERENCIAS (W.W.W.)

http://190.186.233.212/filebiblioteca/Ciencias%20Naturales%20y%20Fisicas/Campos%2

0Electromagneticos.PDF

http://laplace.us.es/campos/teoria/teoria.php

http://materias.fi.uba.ar/6209/download/1-Ecuaciones%20de%20Maxwell.pdf

http://www.aedie.org/9CHLIE-paper-send/373-G%FCemes.pdf

http://iie.fing.edu.uy/relacionamiento/comunidad/rfsalud/emfsalud%20humana.pdf

http://bibliotecadigital.univalle.edu.co/bitstream/10893/1385/6/Medicion%20y%20sim

ulacion%20de%20Campos%20electricos.pdf