Guía docente de Electromagnetismo (2951133)

Se recomienda haber cursado los módulos completos de Fundamentos de Física y de Métodos Matemáticos, la asignatura “Circuitos Eléctricos: Teoría e Instrumentación”. y "Técnicas Experimentales Básicas".

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0

• Electrostática y magnetostática. Inducción electromagnética. Electromagnetismo en medios materiales. Ecuaciones de Maxwell. Ondas electromagnéticas.
• Técnicas experimentales de Electromagnetismo.

• Conocer la descripción de campos electromagnéticos generados por cargas y corrientes y la acción de campos sobre cargas.
• Saber utilizar las ecuaciones de Maxwell en su forma diferencial e integral.
• Conocer los principios, técnicas de análisis e instrumentos de medida, y los fenómenos experimentales en Electromagnetismo.

Tema 0: Herramientas matemáticas
1.1. Campos escalares y vectoriales
1.2. Gradiente
1.3. Divergencia y teorema de la divergencia
1.4. Rotacional y teorema de Stokes
1.5. Coordenadas curvilíneas ortogonales
1.6. Delta de Dirac
1.7. Teorema de Helmholtz

Tema 1: Electrostática en el vacío
1.1. Densidad de carga y corriente eléctrica
1.2. Conservación de la carga: corrientes estacionarias
1.3. Ley de fuerzas de Lorentz: movimiento de cargas en campos
1.4. Invarianza Galileana de los campos
1.5. Ley de Coulomb
1.6. Fuentes del campo electrostático: Potencial eléctrico
1.7. Ecuaciones de Poisson y Laplace
1.8. Energía potencial
1.9. Conductores perfectos: capacidad de un sistema

Tema 2: Magnetostática en el vacío
2.1. Ley de Biot-Savart
2.2. Fuerza entre corrientes
2.3. Fuentes del campo magnetostático: Potencial vector

Tema 3: Electrodinámica
3.1. Fuerza electromotriz
3.2. Ley de inducción de Faraday
3.3. Ley de inducción para caminos en movimiento
3.3. Inductancia
3.4. Corriente de desplazamiento en el vacío
3.5. Potenciales del campo electromagnético: Gauge
3.6. Ecuaciones de Maxwell en el vacío
3.7. Ondas planas: soluciones retardadas en en el dominio del tiempo
3.8. Energía del campo electromagnético: vector de Poynting

Tema 4: Ecuaciones de Poisson y Laplace
4.1 Ecs. Poisson y Laplace
4.2 Teoremas de unicidad
4.3 Solución general: Función de Green
4.4 Método de las imágenes
4.5 Solución analítica ecuación de Laplace en cartesianas, cilíndricas y esféricas

Tema 5: Desarrollo multipolar
5.1. Expansión multipolar de una distribución estática de carga
5.2. Momentos monopolar, dipolar, cuadrupolar eléctricos: multipolos puntuales
5.3. Energía de interacción de dipolos eléctricos con un campo externo
5.4. Dipolo: fuerza y momento de un dipolo eléctrico en un campo externo
5.5. Polarización
5.6. Expansión multipolar de una distribución de corriente estacionaria
5.7. Momentos monopolar, dipolar magnéticos: dipolo puntual magnético
5.8. Energía, Fuerza y momento de un dipolo magnético en un campo externo
5.9. Potencial magnético escalar
5.10. Imanación

Tema 6: Campo electromagnético y materia
6.1. Polarización eléctrica y magnetización
6.2. Cargas y corrientes de polarización
6.3. Corrientes y cargas de magnetización
6.4. Vectores desplazamiento eléctrico D, e intensidad magnética H
6.5. Susceptibilidad y constante dieléctrica. Clasificación de los medios dieléctricos
6.6. Susceptibilidad y permeabilidad. Clasificación de los medios magnéticos
6.7. Ley de Gauss en dieléctricos
6.8. Ley de Ampere para medios magnéticos
6.9. Medios conductores: Ley de Ohm
6.10. Relajación en medios conductores
6.11. Conductores estáticos. Resistencia
6.12. Condiciones de continuidad en discontinuidades abruptas
6.13. Sistemas acoplados eléctricos y magnéticos
6.14. Teorema de Poynting, energía y fuerza en medios materiales en estática

Tema 7: Ecuaciones de Maxwell: ondas electromagnéticas
7.1. Ecuaciones de Maxwell en la materia
7.2. Ondas planas en medios dispersivos: dominio de la frecuencia
7.3. Velocidades de fase y de grupo
7.4. Incidencia normal

10 Sesiones de prácticas:

Sesión 1: Introducción al laboratorio.
Sesiones 2 a 8: Realización de un total de 7 prácticas de laboratorio seleccionadas del listado siguiente:
Práctica 1: Problemas de potencial: Analogía con corrientes estacionarias.
Práctica 2: Ley de Faraday para campos variables con el tiempo
Práctica 3: Campo magnético creado por carretes de Helmhotlz
Práctica 4: Componente horizontal del campo magnético terrestre.
Práctica 5: Ciclo de histéresis.
Práctica 6: Fuerza de campos magnéticos sobre corrientes.
Práctica 7: Ley de Faraday para caminos en movimiento: Disco de Faraday
Práctica 8: Condensador de placas paralelas
Práctica 9: Ley de Faraday para caminos en movimiento: Péndulo con bobina.
Práctica 10: Experimento de Millikan.
Práctica 11: Ley de Coulomb,
Sesión 9: Sesión de recuperación
Sesión 10: Sesión de evaluación.

• Bernardo García Olmedo, “Fundamentos de Electromagnetismo, Universidad de Granada, 2006. (online via https://prado.ugr.es)
• R.P. Feynman, Leighton, Sands, ”Feynman Fisica, vol II. Electromagnetismo y Materia,” Addison-Wesley Iberoamericana Wilmingon, Delaware (1987)
• Andrew Zangwill, Modern Electrodynamics, Cambridge University Press, 2013
• J.R. Reitz, F.J. Milford, R.W. Christy, “Fundamentos de la teoría electromagnética, “ Addison Wesley, 1996 (4ª Ed)
• David J Griffiths, “Introduction to Electrodynamics, “Addison Wesley, 1999 (3ª Ed.)

• J.D. Jackson, “Classical Electrodynamics”, John Wiley & Sons, 1999 (3ª Ed.) (“Electrodinámica Clásica”, Alhambra,1980 (2ª Ed.))
• M. R. Danta, C. B. Cebreros, A. G. “Campos Electromagnéticos, “, Publicaciones de la Universidad de Sevilla, 1999 (2ª Ed.)
• P. Lorrain, D. Corson, “Campos y ondas electromagnéticos,” Selecciones Científicas, 1994
• E. Benito, “Problemas de campos electromagnéticos,” Editorial AC, 1985.
• J. A. Edminister, “Teoría y problemas de electromagnetismo,” McGraw-Hill, 1985
• J. F. Oria, V. Compañ, “Problemas sobre el campo electromagnético,” ECIR, 1990.
• V. López Rodriguez, “Problemas resueltos de electromagnetismo, “ Ed. Centro de Estudios Ramón Areces, 1998 (2ª Ed.)

• Tablón de docencia UGR Prado: http://prado.ugr.es
• Proyectos innovación docente UGR http://weber.ugr.es:80
• http://laplace.us.es/wiki/index.php/P%C3%A1gina_principal

• MD01. Lección magistral/expositiva 

La evaluación ordinaria, consiste en tres pruebas realizadas en diferentes fechas:

• Prueba [P1] Contenidos teoría y problemas correspondientes del tema 0 al tema 4 (porcentaje de la asignatura 40%).
• Prueba [P2] Contenidos teoría y problemas correspondientes del tema 5 al tema 7 (porcentaje de la asignatura 40%).
• Prueba [P3] Prácticas (porcentaje 20%). Se realizará mediante la revisión de los guiones de laboratorio y la evaluación continua durante las sesiones. Los estudiantes que no hayan superado las prácticas por evaluación continua tendrán que realizar un examen sobre los contenidos prácticos de laboratorio, que se llevará a cabo en la sesión de evaluación. Para poder realizar dicho examen será imprescindible haber asistido a todas las sesiones prácticas y haber entregado los correspondientes cuadernos con los resultados de las mismas.
• Notas Generales:

  • Los exámenes pueden tener modalidad escrita, tipo test o combinada.

  • Para superar la asignatura deben superarse por separado las tres partes de la asignatura: [P1], [P2] y [P3].

Evaluación por incidencias: Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación (ordinaria, extraordinaria y única final) o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

• El examen de teoría puede tener modalidad escrita (desarrollo) o tipo test.
• Examen sobre los contenidos de teoría y problemas de la asignatura (80% de la calificación.
• Los alumnos que hayan superado la parte práctica de la asignatura en la convocatoria ordinaria podrán conservar la calificación obtenida en dicha convocatoria, en caso contrario realizarán un examen sobre los contenidos prácticos de laboratorio (20% de la calificación)

Nota: Para superar la asignatura deben superarse por separado la parte de teoría+problemas y la de prácticas.

De acuerdo con la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por algunos de los motivos recogidos en el Artículo 8. Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

TEORÍA/PROBLEMAS (Porcentaje sobre calificación final: 80%):

Examen sobre los contenidos de teoría y problemas de la asignatura.

Nota: El examen de teoría puede tener modalidad escrita (desarrollo) o tipo test.

PRÁCTICAS (Porcentaje sobre calificación final: 20%):

Los alumnos realizarán las prácticas mediante la utilización de datos sintéticos y entregarán los cuadernos de prácticas correspondientes. Se valorará la resolución de las tareas especificadas en los guiones de prácticas.

Para superar la asignatura deben superarse por separado la parte de teoría+problemas y la de prácticas.

Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE). Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016. Inclusión y Diversidad de la UGR. En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales.

El estudiante recibirá, al inicio del curso, información sobre las Normas de Seguridad y del correcto desarrollo de las prácticas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de las prácticas, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor que imparte las prácticas y al departamento donde se desarrollen las mismas.

Se hará uso, en la medida de lo posible, de herramientas de IA libres (como https://gemini.google.com/ https://notebooklm.google.com/) para la resolución de algunos problemas a lo largo del curso.