​​​​Juan David Vasquez Jaramillo, Ph.D​

Contenido Programatico Curso: Electromagnetismo - 157009

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1. Introduccion a la Electricidad y el Magnetismo - (2 Horas)

1.0 Repaso de Algebra Vectorial   (Clase Grupo O), Repaso de Trigonometria,

      Repaso de Calculo Diferencial, Repaso de Calculo de Integral,

      Repaso de Aproximaciones en Series.

1.1 Historia de la Electricidad

1.2 Historia del Magnetismo

1.3 Historia del Electromagnetismo

1.4 Materia Electrica y Carga Electrica.

1.5 Conservacion de la Carga.

1.6 Conductores.

1.7 Aislantes.

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Reporte sobre el Magnetismo: Marina Shimoji -

                                                    Centro Comunitario Ciudad de Okinawa

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2. Ley de Coulomb - (4 Horas)

2.1 Charles Augustine de Coulomb.

2.2 El Concepto de Carga Puntual.

2.3 Fuerza Electrica Entre Cargas Puntuales y Constantes Electricas Fundamentales.

2.4 La Distribucion de Carga.

2.5 Principio de Superposicion.

2.6 Fuerza Electrica Debido a Un Conjunto de Cargas Puntuales.

2.7 Equilibrio Electrostatico: Cargas Electricas Suspendidas en un Pendulo.

2.8 Simetria Axial en la Determinacion de la Fuerza Electrica.

2.8a Sesion de Ejercicios.

2.8b Solucion Sesion Ejercicios.

2.9 Fuerza Electrica Entre Barras Cargadas.

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Atencion: Sesiones de Ejercicios Preparacion Primer Parcial:

                 1. Ley de Coulomb y Cargas Puntuales: Miercoles 30 de Septiembre 8:00 PM.

                 2. Distribuciones de Carga y Fuerza Electrica Entre Barras Cargadas: Jueves

                     1 de Octubre 8:00 PM.

                    

3. Campo Electrico Estacionario - (8 Horas)

3.1 Concepto de Campo Vectorial.

3.2 Concepto de Campo electrico y Fuentes de Campo Electrico.

3.3 Superposicion de Campos Electrostaticos Debido a Cargas Puntuales.

3.4 Campo Electrico Debido a una Distribucion de Carga.

3.5 Coordenadas Polares y Campo Electrico Debido a un Disco de Carga.

3.6 Lineas de Campo Electrico.

3.7 Dipolo Electrico y Campo en un Dipolo Electrico.

3.8 Ejemplos Sobre Campo Electrico Debido a Distribuciones Lineales de Carga.

3.9 El Oscilador Armonico y Su Relacion Con la Fuerza y el Campo Electrico.

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4. Flujo Electrico y Ley de Gauss Para el Campo Electrico - (6 Horas)

4.1 Carl Friedrich Gauss

4.2 Concepto de Flujo, Divergencia y Teorema de Gauss (Conceptual)

4.3 La Ley de Gauss Para La Gravitacion.

4.4 Carga Electrica, Simetria y Flujo Electrico.

4.5 Ley de Gauss Para el Campo Electrico.

4.6 Simetrias de Carga, Coordenadas Curvilineas y Densidad Volumetrica de Carga.

4.7 Ley de Coulomb a Partir de la Ley de Gauss.

4.8 Ejemplo: Campo Electrico en un Conductor.

4.9 Ejemplo: Campo Electrico en un Aislante.

4.10 Ejemplo: Distribuciones de Carga No Uniformes.

4.11 Ejemplo: Ley de Gauss y el Atomo de Bohr.

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5. Potencial y Energia Electrostatica - (8 Horas)

5.1 Fuerza Conservativa, Trabajo Mecanico y Rotacional de un Campo Vectorial.

5.2 Repaso de Conservacion de Energia Mecanica.

5.3 Concepto de Funcion Potencial, Energia Potencial Electrica y

      Diferencia de Potencial.

5.4 Potencial Debido a un Conjunto de Cargas Puntuales.

5.5 Potencial Debido a una Distribucion de Carga.

5.6 Ejemplo: Energia Potencial de un Dipolo.

5.7 Ejemplo: Campo Electrico y Potencial Electrico Debido a un Dipolo.

5.8 Gradiente de un Potencial y Ecuacion de Nernst-Planck.

5.9 Potencial Electrico En el Interior de Un Conductor.

5.10 Potencial Electrico En el Interior de un Aislante.

5.11 Ejemplo: Conexion de Dos Conductores Mediante un Hilo Metalico.

5.12 Superficie Equipotencial.

5.13 Ejemplo: Trabajo Realizado Para Desplazar una Carga en Presencia de una

                        Distribucion Lineal.

5.14 Ejemplo: Campo Electrico a Partir de un Potencial Electrostatico Debido a una

                        Distribucion Volumetrica de Carga.

5.15 Ejemplo: Experimento de la Gota de Aceite de Millikan.

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6. Capacitancia y Dielectricos - (6 Horas)

6.1 Concepto de Capacitancia y de Almacenamiento de Energia Electrostatica.

6.2 Capacitor de Placas Paralelas y Dimensionamiento del Capacitor.

6.3 Capacitor Cilindrico y Capacitor Esferico.

6.4 Capacitores en Serie y Paralelo.

6.5 Densidad de Energia del Campo Electrico.

6.6 Dielectricos y Polarizacion.

6.7 Ejemplo: Capacitancia Equivalente de una Red de Capacitores.

6.8 Ejemplo:Energia Diferencial Almacenada en un Capacitor.

6.9 Ejemplo: Energia Potencial Elastica vs Energia Potencial Electrica.

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7. Corriente Electrica, Resistencia y Ley de Ohm - (4 Horas)

7.1 Histograma y Concepto de Distribucion Estadistica.

7.2 Velocidad Termica y Distribucion de Maxwell Boltzmann.

7.3 Corriente y Densidad de Corriente Electrica.

7.4 Tiempo Medio de Colision, Modelo de Drude y Ley de Ohm.

7.5 Variacion de la Resistencia Electrica Con la Temperatura.

7.6 Potencia Disipada por una Resistencia.

7.7 Resumen Sobre Teorias de Conduccion Metalica.

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8. Circuitos de Corriente Directa - (4 Horas)

8.1 Ley de la Conservacion de la Carga y la Primera Ley de Krichoff.

8.2 Ley de la Conservacion de la Energia y la Segunda Ley de Kirchoff.

8.3 Circuitos Resistivos en Serie y Resistencia Equivalente.

8.4 Circuitos Resistivos en Paralelo y Resistencia Equivalente.

8.5 Circuitos Resistivos Mixtos.

8.6 Metodo de Corrientes de Malla.

8.7 Metodo de Voltajes de Nodo.

8.8 Una Simple Ecuacion Diferencial.

8.9 Circuito RC y la Constante de Tiempo.

8.10 El Puente de Wheatstone y

        Sensores Resistivos (por ejemplo, la Galga Extensiometrica).

8.11 Construccion de un Computador Analogo Para Resolver Ecuaciones Diferenciales.

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9. Magnetostatica - (8 Horas)

9.1 Fuerza de Lorentz y el Vector Induccion Magnetica.

9.2 Moviemiento de una Particula Cargada en la Vecindad de un Campo Magnetico.

9.3 Ley de Biot y Savart y Fuentes de Campo Magnetico.

9.4 Ejemplo: Induccion Magnetica Debido a una Espira Circular de Corriente.

9.5 Ley de Ampere de Fuerza Magnetica.

9.6 Ejemplo: Fuerza Magnetica Entre Distribuciones Rectilineas de Corriente Electrica.

9.7 Ley Circuital de Ampere y Aplicacion al Calculo de la Induccion Magnetica de una

      Distribucion Rectilinea de Corriente.

9.8 Ejemplo: Ley Circuital de Ampere y Superposicion de Vectores Induccion Magnetica.

9.9 Ejemplo: Ley de Biot-Savart e Induccion Magnetica Debido a una Barra Con

                      Distribucion de Corriente Rectilinea.

9.10 Flujo Magnetico y Ley de Gauss Para la Induccion Magnetica.

9.11 Ejemplo: Bobinas De Helmholtz.

9.12 Conferencia de Contexto: Materiales Magneticos - Ferromagnetismo,

                                                     Paramagnetismo y Diamagnetismo.   

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10. Electromagnetismo - (8 Horas)

10.1 Ley de Induccion de Faraday-Lenz: Descripcion Cualitativa.

10.2 Ley de Induccion de Faraday-Lenz: Descripcion Cuantitativa.

10.3 Ejemplo: Induccion Electromagnetica Entre Dos Circuitos.

10.4 Ejemplo: Induccion Electromagnetica Sobre una Barra en un Plano Inclinado.

10.5 Inductancia y Auto-Inductancia. Unidades de Inductancia.

10.6 Ecuaciones Diferenciales de Segundo Orden Con Amortiguamiento.

10.7 Ejemplo: Circuitos LC y RLC.

10.8 Revision del Teorema de Gauss y del Teorema de Stokes.

10.9 Las Ecuaciones de Maxwell en Forma Integral.

10.10 Las Ecuaciones de Maxwell en Forma Diferencial.

10.11 Ecuacion de Onda: Cuerda Tensa.

10.12 Ondas Electromagneticas y Teoria electromagnetica de la Luz.

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