Electricidad y Magnetismo

Annotations:

• Descripción

1. 1.- Campo y potencial eléctrico
   1. 1.1.- Descripción del concepto de carga eléctrica y de su naturaleza.
      1. 1.1.1.- Especificación de la convención de Franklin. 1.1.2.- Enunciado de los principios de la conservación y cuantización de la carga. 1.1.3.- Descripción breve de la estructura atómica de la materia. 1.1.4.- Clasificación de los materiales en conductores, semiconductores y dieléctricos. 1.1.5.- Explicación del efecto que tiene la conexión de un conductor a tierra. 1.1.6.- Explicación del fenómeno de inducción electrostática. 1.1.7.- Análisis de los procesos de carga y descarga de los cuerpos.
   2. 1.2.- Descripción del experimento de Coulomb
      1. 1.2.1.- Presentación de la Ley de Coulomb y definición del concepto de carga puntual.
      2. 1.2.2.- Concepto de distribución continua de carga.
      3. 1.2.3.- Definición de la densidad volumétrica, superficial y lineal de carga.
   3. 1.3.- Definición de los conceptos de carga de prueba y campo eléctrico.
      1. 1.3.1.- Especificación del principio de superposición aplicado a campos eléctricos.
      2. 1.3.2.- Obtención de las expresiones de campo eléctrico de distribuciones discretas y continuas de carga estática.
      3. 1.3.3.- Definición de línea de campo eléctrico y descripción de sus características.
   4. 1.4.- Definición de flujo eléctrico.
      1. 1.4.1.- Deducción de ley de Gauss en su forma integral.
      2. 1.4.2.- Aplicación de la Ley de Gauss en la determinación del campo eléctrico.
   5. 1.5.- Demostración de que el campo electrostático es conservativo.
      1. 1.5.1.- Definición de potencial eléctrico y diferencia de potencial.
      2. 1.5.2.- Puntos de referencia de potencial nulo.
      3. 1.5.3.- Deducción de las expresiones para el cálculo de diferencias de potencial debidas a cargas puntuales y a distribuciones continuas de carga
      4. 1.5.4.- Definición de región equipotencial.
      5. 1.5.5.- Cálculo de la variación de energía potencial involucrada en el desplazamiento cuasiestático de una carga en un campo eléctrico.
   6. 1.6.- Demostración de que el campo electrostático es conservativo.
      1. 1.6.1.- Deducción de la ubicación de la carga estática en conductor y explicación de los efectos de borde y de punta. 1.6.2.- Obtención del modelo matemático para el campo electrostático en el interior, en las superficies y en el exterior de un conductor o de un arreglo de conductores conectados o no a tierra. 1.6.3.- Análisis y deducción de la equipotencialidad de un conductor en situación electrostática.
2. 2.- Capacitancia y dieléctricos
   1. 2.1.- Definición de los conceptos.
      1. 2.1.1.- Capacitor y capacitancia. 2.1.2.- Cálculo de la capacitancia en capacitores de diversas configuraciones geométricas. 2.1.3.- Definición breve de los diferentes tipos de capacitores y su simbología.
   2. 2.2.- Obtención de la expresión que permite calcular la energía electrostática de un capacitor.
   3. 2.3.- Presentación de los tipos de conexión de capacitores en serie y paralelo.
      1. 2.3.1.- Definición y cálculo de la capacitancia equivalente en cada caso.
   4. 2.4.- Explicación del fenómeno de polarización de un dieléctrico y definición del campo vectorial de polarización.
   5. 2.5.- Definición de susceptibildad.
      1. 2.5.1.- Definición de la rigidez dieléctrica.
   6. 2.6.- Definición del campo vectorial de desplazamiento eléctrico.
      1. 2.6.1.- Obtención de las expresiones del flujo y de la circulación del desplazamiento eléctrico.
   7. 2.7.- Discusión del efecto de los dieléctricos en los capacitores.
3. 3.- Circuitos eléctricos
   1. 3.1.- Definición del concepto de corriente eléctrica y de la unidad de medida correspondiente.
      1. 3.1.1.- Clasificación de las corrientes eléctricas. 3.1.2.- Definición de los conceptos: velocidad media de los portadores de carga libres y densidad de corriente, en el proceso de conducción de carga a través de metales homogéneos. 3.1.3.- Explicación del principio de conservación de la carga en relación con el proceso de conducción.
   2. 3.2.- Deducción de la Ley de Ohm y definición de la resistividad.
      1. 3.2.1.- Análisis del efecto de variación de la resistividad con la temperatura. 3.2.2.- Definición del concepto de resistencia de un conductor. 3.2.3.- Concepto de resistor y presentación de los diferentes tipos de resistores.
   3. 3.3.- Deducción de la Ley de Joulr y explicación de su significado.
      1. 3.3.1.- Definición del concepto de resistencia equivalente, deducción de la expresión para su cálculo en cada uno de los tipos de conexión mencionados.
   4. 3.4.- Presentación de los tipos de conexión en serie y en paralelo para resistores.
   5. 3.5.- Definición de fuerza electromotriz y de fuente de fuerza electromotriz.
      1. 3.5.1.- Mención de las fuentes de fuerza electromotriz convencionales. 3.5.2.- Explicación de los conceptos de fuente ideal, resistencia interna y fuente real. 3.5.3.- Descripción breve de la operación de las celdas químicas, celda fotovoltaica, termopares y generadores eléctricos. 3.5.4.- Fuentes de poder.
   6. 3.6.- Presentación de la nomenclatura básica empleada en circuitos eléctricos.
      1. 3.6.1.- Obtención de las Leyes de Kirchhoff a partir de los principios de conservación de la carga y de la energía, y aplicación de dichas leyes en el análisis de circuitos resistivos.
   7. 3.7.- Descripción de la fuerza electromotriz alterna de tipo sensorial.
      1. 3.7.1.- Definición de voltaje pico y eficaz. 3.7.2.- Estudio de la corriente a través de un resistor con diferencia de potencial de tipo senoidal y definición de corriente pico y corriente eficaz. 3.7.3.- Explicación de los métodos e instrumentos de medición.
4. 4.- Campo magnético
   1. 4.1.- Descripción cualitativa de los magnetos y del experimento de Oersted.
   2. 4.2.- Estudio de las características de la fuerza magnética y presentación de la ley de fuerza entre cargas de movimiento.
   3. 4.3.- Definición de campo magnético. Obtención de la expresión de Lorentz.
      1. 4.3.1.- Análisis del efecto magnético de una carga en movimiento. 4.4.2.- Especificación del principio de superposición aplicado a campos magnéticos. 4.4.3.- Deducción de la Ley Biot Savart y aplicación de ésta en la determinación de campos magnéticos. 4.4.4.- Presentación de esquemas de campo magnético.
   4. 4.4.- Definición de campo magnético. Obtención de la Ley de Gauss para el magnetismo en su forma integral, y explicación de su significado.
   5. 4.5.- Definición de la circulación del campo magnético.
      1. 4.5.1.- Deducción de la Ley de Ampere. 4.5.2.- Aplicación de la Ley de Ampere, en la determinación de campos magnéticos en circuitos simétricos.
   6. 4.6.- Estudio de la fuerza magnética que actúa sobre un conductor portador de corriente de un campo magnético, y deducción de la expresión matemática que la describe.
      1. 4.6.1.- Especificación de la fuerza entre dos conductores rectos paralelos, portadores de corriente. 4.6.2.- Par magnético. 4.6.3.- Análisis del principio de operación del motor de corriente directa.
5. 5.- Inducción electromagnética
   1. 5.1.- Presentación del experimento de Faraday.
      1. 5.1.1.- Definición de la fuerza electromotriz inducida. 5.1.2.- Deducción de la ecuación de la Ley de Faraday en su forma integral. 5.1.3.- Explicación del principio de Lenz.
   2. 5.2.- Obtención del modelo matemático para calcular la diferencia de potencial inducida en una barra conductora en movimiento relativo dentro de un campo magnético.
      1. 5.2.1.- Explicación y deducción del principio de operación de un generador eléctrico. 5.2.2.- Cálculo de la fuerza contra electromotriz de un motor de corriente directa.
   3. 5.3.- Definición de los conceptos: Inductancia propia, mutua e inductor.
      1. 5.3.1.- Desarrollo de modelos matemáticos para calcular inductancia propia y mutua de arreglos de circuitos sencillos.
   4. 5.4.- Definición de inductiva equivalente.
      1. 5.4.1.- Presentación de la conexión de inductores en serie y en paralelo, y cálculo de su inductancia equivalente sin considerar el efecto de la inductancia mutua. 5.4.2.- Cálculo de la inductancia equivalente para dos inductores conectados en serie considerando el efecto de la conductancia mutua. 5.4.3.- Definición de las marcas de polaridad y explicación de su significado físico.
   5. 5.5.- Deducción del modelo matemático para calcular la energía instantánea almacenada en un inductor.
   6. 5.6.- Presentación del circuito RLC serie con fuente de voltaje continuo y determinación de los modelos matemáticos que describen al comportamiento de este circuito y como casos particulares.
      1. 5.6.1.- Análisis de los circuitos RC y RL. Definición de la constante de tiempo.
6. 6.- Propiedades magnéticas de la materia
   1. 6.1.- Exposición de la teoría microscópica de las propiedades magnéticas de las propiedades magnéticas de la materia y explicación del diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo.
   2. 6.2.- Definición de susceptibilidad magnética, permeabilidad y permeabilidad relativa.
      1. 6.2.1.- Clasificación de los materiales en paramagnéticos, diamagnéticos y ferromagnéticos.
   3. 6.3.- Definición de los campos vectoriales en magnetización e intensidad de campo magnético y obtención de su relación con el campo magnético y la permeabilidad.
      1. 6.3.1.- Explicación del trazado de una curva de magnetización y del ciclo de histéresis de un material ferromagnético. 6.3.2.- Definición de los conceptos: fuerza coercitiva y magnetismo, remanente, y explicación de su significado en un imán permanente.
   4. 6.4.- Concepto de circuito magnético y su utilidad.
      1. 6.4.1.- Definición de fuerza magnetomotriz y reluctanica, y deducción de su relación. 6.4.2.- Aplicación de estos conceptos en circuitos magnéticos simples.
   5. 6.5.- Explicación del principio de operación de un transformador eléctrico monofásico.
7. Rosas Avila Samuel Emiliano