Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Física Aplicada
Áreas: Electromagnetismo
Centro Facultad de Física
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Escenarios 1, 2 y 3:
Es difícil sobrevalorar la importancia del Electromagnetismo en la formación de un físico. Es importante en sí mismo, pero también por su influencia en otras disciplinas. Por eso entendemos todas las materias obligatorias, teóricas y experimentales, dentro de la titulación del grado en Física asignadas al área de Electromagnetismo de la USC, como un bloque compacto. Nuestro objetivo será que al finalizar todo este conjunto de materias, los alumnos alcancen un nivel de competencias alto en esta disciplina básica.
Entendemos además que, a lo largo del plan de estudios del grado en Física, hay materias que necesitarán de conocimientos específicos de Electromagnetismo. Por eso trataremos de diseñar todas nuestras materias de forma que encajen armónicamente con el conjunto de las materias del área pero a su vez respondiendo a las necesidades del resto de materias obligatorias y sin solapamiento con ellas.
Dentro de este contexto, el objetivo principal de esta asignatura es completar la formación del estudiante, junto a la asignatura Electromagnetismo I, en la formulación de Maxwell de la teoría clásica del Electromagnetismo, entendiendo así el significado y aplicaciones de las cuatro ecuaciones de Maxwell.
En particular, en Electromagnetismo II, se verá el formalismo de la Magnetostática, tanto en el vacío como en presencia de materia, la ley de inducción de Faraday, las 4 ecuaciones de Maxwell, así como los conceptos relacionados con la propagación de ondas electromagnéticas en el vacío y en medios conductores; y se iniciará a los estudiantes en la teoría de circuitos eléctricos en corriente continua y alterna.
Son objetivos generales de este curso:
- Alimentar el interés de los estudiantes por la observación, interpretación y conocimiento de los fenómenos físicos.
- Introducir los conceptos y métodos básicos del Electromagnetismo necesarios para la resolución de problemas de magnetostática, circuitos de corriente alterna, fenómenos de inducción electromagnética y propagación de ondas electromagnéticas.
Resultados del aprendizaje:
- Ser capaz de comprender y manejar con claridad el método y los principios básicos del Electromagnetismo, así como la terminología que le es propia.
- Saber aplicar estos conocimientos teóricos a la resolución de problemas prácticos.
- Conocer las interrelaciones entre el Electromagnetismo con las distintas partes de la Física, resaltando sus principios unificadores.
- Comprender la relevancia del Electromagnetismo para la Ciencia y Tecnología actuales.
Escenarios 1, 2 y 3:
1. Magnetostática:
- Cargas puntuales en movimiento en una región donde existen campos E y/o B.
- Interacciones magnéticas de corrientes lineales estacionarias.
- La ley de Biot y Savart: Campo producido por circuitos sencillos.
- Propiedades del campo magnetostático. Teorema de Ampére.
- Potencial vector magnético. Dipolo magnético.
2. Medios materiales magnéticos: Estudio macroscópico.
- Vector imanación; campo magnético producido por un material imanado.
- Generalización del teorema de Ampére: el vector H.
- Inicio macroscópico a la clasificación magnética de la materia: diamagnetismo, paramagnetismo y ferromagnetismo.
- Potencial escalar magnético.
- Los vectores H y B en la frontera de los medios.
- Circuitos magnéticos.
3. Inducción electromagnética.
- Circuito en un campo magnético: Ley de Faraday.
- Campo eléctrico.
- Sistema cuasiestacionario de intensidad: coeficientes de autoinducción y de inducción mutua.
- Aplicaciones.
4. Energía y fuerzas magnéticas.
- Energía almacenada en un campo magnético. Densidad de energía.
- Energía en función de las corrientes y del flujo magnético: energía de un sistema de corrientes.
- Fuerzas entre circuitos.
5. Ecuaciones de Maxwell.
- Corriente de desplazamiento.
- Ecuaciones de propagación de los campos.
- Potenciales electrodinámicos. Potenciales retardados.
- Energía electromagnética: Teorema de Poynting.
6. Ondas electromagnéticas.
- Ecuación de onda. Onda plana.
- Notación fasorial: Ecuaciones para variaciones temporales de tipo armónico.
- Relación entre los campos eléctrico y magnético.
- Potencia transmitida. Presión de la radiación.
- Propagación en medios parcialmente conductores.
- Propagación en buenos conductores.
- Espectro electromagnético: Radiación ionizante y no ionizante.
7. Teoría de circuitos.
- Conexión entre teoría de circuitos y la teoría electromagnética. Leyes de Kirchhoff. Límites de validez.
- Elementos de un circuito.
- Método de las mallas para el análisis de redes.
- Principio de superposición.
- Potencia. Corrección del factor de potencia. Conservación de la potencia.
- Transformación de fuentes. Teoremas de Thévenin y Norton.
- Circuitos de parámetros distribuidos: Lineas de transmisión.
- Resolución de problemas.
Escenarios 1, 2 y 3:
Bibliografía básica:
Libros de teoría:
- Edminister, Joseph A., Teoría y problemas de circuitos eléctricos, McGraw-Hill, 2ª ed, 1985 (3 B10 16).
- Feynman, R., Leighton, R. e Sands, M., Fisica, vol II (Electromagnetismo y Materia) (3 A00 19 A/2).
- Fraile Mora, Jesús, Electromagnetismo y circuitos eléctricos, McGraw-Hill, 4ª ed, 2005 (3 A41 97).
- Griffiths, D. J., Introduction to Electrodynamics, 4th ed, Prentice Hall, 2013, (3 A41 71).
- López Rodríguez, Victoriano, Electromagnetismo, Uned 2003.
- Purcell, E. M., Morin, D.J., Electricity and Magnetism, Cambridge University Press, 2013. (3 A41 129).
- Rodríguez, M., González, A., Bellver, C., Campos Electromagnéticos, 2ª ed, Ed. Universidade de Sevilla, 1999. (3 A41 61).
- Wangsness, R. L., Electromagnetic Fields, 2º ed, John Wiley and Sons, 1986. (3-A41-11A).
Libros de problemas:
- Benito, E., Problemas de Campos Electromagnéticos, Ed Ac, 1976. (3 A41 47)
- López Rodríguez, Victoriano. Problemas resueltos de Electromagnetismo, Centro de Estudos Ramón Areces, 2003. (3 A41 37)
- González, A. Problemas de campos electromagnéticos, Serie Schaum, Mc Graw Hill, 2005. (3 A41 92). (Una muy buena colección de apuntes de teoría y problemas del mismo autor puede ser encontrada en http://laplace.us.es/campos/ )
Bibliografía complementaria:
- Costa Quintana, Juan, Interacción electromagnética: teoría clásica, Reverté, 2007 (3 A41 101).
- Cheng, David K., Fundamentos de Electromagnetismo para ingeniería, Addison-Wesley, 1997 (3 A41 73).
- Edminister, Joseph A., Electromagnetismo, McGraw-Hill, 1996 (3 A41 49).
- Popovic, B. D. Introductory Engineering Electromagnetics, Addison-Wesley, 1973. (Libro de teoría 3 A41 98 A1, Solucionario 3 A41 98 A2).
- Reitz, J. R., Milford, F. J., Christy, R. W., Fundamentos de la teoría electromagnética, Addison-Wesley, 1996. (3 A41 20)
- Zahn, M. Teoría Electromagnética, Interamericana, 1983. (3 A41 39). A versión inglesa deste libro é de libre acceso en http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6… )
Recursos en la red:
- Campos Electromagnéticos, Ingeniería Industrial, Universidade de Sevilla
( http://www.esi2.us.é/DFA/CEMI/home.htm).
- Curso de K. T. McDonald en Princeton: (http://www.physics.princeton.edu/mcdonald/examples/#ph501).
- Cursos en abierto de Física do MIT, en particular los distintos cursos de Physics II: Electricity and magnetism con diferentes enfoques: (http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/index.htm)
- Curso de S. Errede, Physics 435 UIUC: http://web.hep.uiuc.edu/home/serrede/P435/P435_Lectures.html
- Curso de S. Errede, Physics 436 UIUC: http://web.hep.uiuc.edu/home/serrede/P436/P436_Lectures.html
- Curso de Mark Jarrell, A Graduate Course on Electrodynamics LSU: http://www.phys.lsu.edu/~jarrell/COURSES/ELECTRODYNAMICS_HTML/course_EM…
- Curso de David Tong, Electromagnetim Cambridge: https://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/em.html
Recursos electrónicos a través de la USC:
En PRELO:
- Electromagnetismo I, Victoriano López Rodríguez, UNED 2013.
- Electromagnetismo II, Victoriano López Rodríguez, UNED 2016.
- Teoría de circuitos y electrónica, Victoriano López Rodríguez, UNED 2013.
- Problemas resueltos de circuitos eléctricos, Victoriano López Rodríguez, UNED 2012.
En libro electrónico:
- Introduction to Electrodynamics, David J. Griffiths, 3rd Edition 2012.
Escenarios 1, 2 y 3:
Competencias
Básicas
CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
Generales
CG1 - Poseer y comprender los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas de la Física, con perspectiva histórica de su desarrollo.
CG2 - Tener la capacidad de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Física.
CG3 - Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.
Específicas
CE1 - Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
CE2 - Ser capaz de manejar claramente los órdenes de magnitud y realizar estimaciones adecuadas con el fin de desarrollar una clara percepción de situaciones que, aunque físicamente diferentes, muestren alguna analogía, permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
CE5 - Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso o situación y establecer un modelo de trabajo del mismo así como realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable. Demostrará poseer pensamiento crítico para construir modelos físicos.
CE6 - Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en Física
Transversales
CT1 - Adquirir capacidad de análisis y síntesis.
CT2 - Tener capacidad de organización y planificación.
Se activará un curso en la plataforma Moodle del Campus Virtual. Servirá para proveer a los alumnos del material docente necesario para el seguimiento de la asignatura. Asimismo, se creará un grupo de trabajo en Teams para una comunicación remota más eficiente entre docentes y alumnado.
Escenario 1:
La asignatura está estructurada en 4 horas de clases semanales durante el segundo cuatrimestre. Consistirán de un total de 36 horas expositivas en las que se expondrán los contenidos del programa, fomentando en todo momento la participación activa de los estudiantes. Se incluirán en ellas también un buen número de ejemplos. Problemas adicionales serán resueltos en las 18 horas de clases interactivas. Se aconseja a los alumnos la utilización de tutorías; estas podrán ser presenciales o telemáticas, pero siempre con cita previa.
Escenarios 2 y 3:
Ver Plan de Contingencia en el apartado de Observaciones.
Escenario 1:
La nota será dada no sólo por el examen final sino también por la realización de actividades complementarias como la entrega de boletines de problemas y/o la realización de controles intermedios. La nota final será la puntuación máxima de las siguientes opciones:
a) Nota del examen final.
b) 40% de las actividades complementarias y 60% del examen final.
La asistencia a clase y a las actividades complementarias será recomendable, pero no obligatoria, dada la situación de emergencia sanitaria en la que nos encontramos, aún en un posible Escenario 1.
El examen final de la asignatura tendrá lugar en la fecha asignada por el decanato de la Facultad de Física.
Escenarios 2 y 3:
Ver Plan de Contingencia en el apartado de Observaciones
Escenarios 1, 2 y 3:
150 horas aproximadamente: 58 horas presenciales (36 horas de clases expositivas, 18 horas de clases interactivas y 4 horas de tutorías) y las restantes 92 horas de trabajo personal.
Escenarios 1, 2 y 3:
El curso se corresponde con un curso de nivel medio de Electromagnetismo. Se recomienda haber superado previamente los cursos de Física General I y II, todos los Métodos Matemáticos I a IV y Electromagnetismo I.
Plan de contingencia
1) Objetivos: sin cambios en los 3 escenarios.
2) Contenidos: sin cambios.
3) Material bibliográfico: se han añadido nuevos recursos electrónicos.
4) Competencias: sin cambios.
5) Metodología:
Escenario 1: sin cambios.
Escenario 2:
Si las medidas adoptadas por las autoridades sanitarias lo permiten, las clases expositivas se desarrollarán telemáticamente (via Teams, Campus Virtual) y las interactivas presencialmente respetando el horario oficial de clases aprobado por el centro.
Si la limitación de aforo dictado por las autoridades sanitarias no permite que todo el alumnado asista a las clases interactivas presenciales, estas se retransmitirán en streaming.
Se priorizará a la hora de programar la actividad de la materia la presencialidad en las pruebas de evaluación frente a las clases interactivas presenciales. Si debido a una inevitable rotación del alumnado, las pruebas de evaluación continua consumiesen un número inasumible de horas, la docencia correspondiente se imartiría telemáticamente.
Las tutorías podrán ser presenciales o telemáticas, siempre con cita previa.
Escenario 3:
La docencia será telemática y las clases se desarrollarán de forma síncrona en el horario oficial de clase. Puede suceder que, por causas sobrevenidas, las clases se tengan que desarrollar de forma asíncrona, lo que se comunicará al alumnado con la suficiente antelación.
Las tutorías serán telemáticas y requerirán de cita previa.
6) Evaluación:
Escenarios 2 y 3:
Las actividades de evaluación que no pueda ser realizadas de manera presencial, si no pueden ser retrasadas, se realizarán telemáticamente a través de las herramientas institucionales en Office 365 y Moodle. En este caso se exigirán la adopción de una serie de medidas que requerirán que el alumnado disponga de un dispositivo con micrófono y cámara mientras no se disponga de un software de evaluación adecuado. El alumnado puede ser llamado a una entrevista para comentar o explicar una parte o el total de la prueba.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la “Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”.
7) Tempo de estudio y trabajo personal: sin cambios.
8) Recomendaciones para el estudio de la materia: sin cambios
Francisco Jose Ares Pena
Coordinador/a- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Electromagnetismo
- Teléfono
- 881814016
- Correo electrónico
- francisco.ares [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Victor Pardo Castro
- Departamento
- Física Aplicada
- Área
- Electromagnetismo
- Categoría
- Profesor/a: Profesor Contratado/a Doctor
| Lunes | |||
|---|---|---|---|
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| 19:00-20:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| Martes | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| 19:00-20:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| Miércoles | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| 19:00-20:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| Jueves | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| 19:00-20:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| Viernes | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| 19:00-20:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Virtual 2º |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 140 |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 840 |
| 24.05.2021 09:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Magna |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | 3 (Informática) |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 0 |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 130 |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 140 |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 6 |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 830 |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula 840 |
| 29.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Magna |