Guía docente 2023_24 Escuela Técnica Superior de Ingeniería

Grado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática (2010)

Contenidos

tema	Subtema
1. CAMPO ELÉCTRICO	1. LEY DE COULOMB Y CAMPO ELÉCTRICO. Fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales. Ley de Coulomb. Concepto de campo. Campo eléctrico (E) generado por una distribución de 'n' cargas puntuales. El dipolo eléctrico. Líneas de campo eléctrico y propiedades. 2. ENERGIA POTENCIAL Y POTENCIAL ELÉCTRICO. Concepto de diferencia de energía y potencial eléctrico entre dos puntos. Conservatividad del Campo Eléctrico. Origen de potencial. Potencial eléctrico de un punto (V). Relación entre el campo y el potencial eléctrico. Líneas equipotenciales y su relación con las líneas de campo. Cálculo del potencial eléctrico por una distribución de 'n' cargas puntuales. 3. CAMPOS Y POTENCIAL PRODUCIDOS POR DISTRIBUCIONES CONTINUAS DE CARGA Concepto de densidad de carga eléctrica (volúmica, superficial y lineal). Campo y potencial eléctrico generado por una distribución continua de carga aplicando la ley de Coulomb. Ejemplos de cálculo: campo y potencial generados por un anillo cargado en su eje; campo y potencial generados por un hilo rectilíneo finito e infinito; campo y potencial generado por un disco cargado en su eje. Campo y potencial generado por un plano infinito cargado. 4. EL TEOREMA DE GAUSS DE LA ELECTROSTÁTICA Y SUS APLICACIONES. Concepto de flujo de un campo y relación con las líneas de campo. Enunciado del teorema de Gauss. Cálculo de campos eléctricos de distribuciones continuas de carga con simetría plana, esférica y cilíndrica usando el teorema de Gauss. Equivalencia del Teorema de Gauss + Conservatividad del campo Eléctrico con la ley de Coulomb. Cálculo de potenciales eléctricos para ciertas distribuciones simétricas de carga por integración del campo eléctrico a partir de una referencia. 5. CONDUCTORES ELÉCTRICOS. Concepto de conductor eléctrico y portadores de corriente. Campos eléctricos y líneas de campo en conductor. Potenciales y superficies equipotenciales en un conductor. 6. EL CONDENSADOR PLANO Idea del condensador y concepto de capacidad de un condensador. Materiales dieléctricos en un condensador. Polarización. Concepto de permitividad dieléctrica. Asociación de condensadores serie y paralelo. Energía electrostática almacenada en un condensador.
2. CORRIENTE ELÉCTRICA	1. CONCEPTO DE CORRIENTE ELÉCTRICA Naturaleza de la corriente eléctrica como flujo de cargas en movimiento ordenado. Concepto de densidad de corriente eléctrica y de intensidad de corriente eléctrica. Movimiento térmico de los portadores y velocidades de deriva. Cálculo de la densidad de corriente de arrastre a partir de la velocidad de deriva. Campo eléctrico como causa de la velocidad de deriva. Concepto de movilidad de corriente. Ley de Ohm local y límites. Ley de Ohm global y concepto de resistencia eléctrica. 2. ASPECTOS ENERGËTICOS DE LAS CORRIENTES ELÉCTRICAS Pérdidas de energía potencial a lo largo de una corriente. Concepto de resistor. Concepto de potencial o tensión a lo largo de una corriente. Concepto de potencia eléctrica. Efecto Joule. Generadores eléctricos de tensión y corriente. Establecimiento de circuitos cerrados de una sola malla con resistores y generadores de tensión. Balance de potenciales y balance de potencias en un circuito de malla. Establecimiento de nodos eléctricos con resistores y generadores de corriente. Balance de corriente y potencias en un nodo. 3. ASSOCIACIÓN DE RESISTORES. Asociación de resistores serie. Asociación de resistores paralelo. 4. SEÑALES VARIABLES PERIODICAS: SINUSOIDAL, TRIANGULAR Y CUADRADA. Concepto de las magnitudes asociadas a éstos: tensión de pico, período, frecuencia, fase... 5. RELACIÓ ENTRE CORRENT I TENSIÓ EN UN CONDENSADOR EN RÈGIM VARIABLE.
3. CAMPO MAGNÉTICO ESTÁTICO	1. INTRODUCCIÓN AL CONCEPTO DE CAMPO Y FUERZA MAGNÈTICAS. Campo magnético como campo generado por cargas en movimiento o por corrientes, y que afecta a las cargas en movimiento o a las corrientes. 2. ACCIÓN DE UN CAMPO MAGNÉTICO Fuerza de un campo magnético sobre una carga en movimiento. Fuerza de un campo magnético sobre un elemento de corriente. Fuerza y ??momento de fuerzas de campo magnético sobre una espira y concepto de momento magnético. Funcionamiento básico de un motor eléctrico. 3. FUENTES DEL CAMPO MAGNÉTICO Campo magnético generado por una carga en movimiento. Campo magnético generado por un elemento de corriente. Ley de Biot y Savart. 4. CÁLCULO DE CAMPOS MAGNÉTICOS GENERADOS PER CIERTAS DISTRIBUCIONES DE CORRIENTE. Campo producido por un hilo rectilíneo finito e infinito. Campo producido por una espira circular y relación con el momento magnético. Líneas de campo magnético y propiedades. Líneas de campo de un dipolo magnético. Fuerza magnética entre dos hilos rectilíneos y definición de la unidad Ampère. Hecho de que las líneas de campo magnético B están cerradas. 5. LEY DE AMPÈRE DEL MAGNETISMO. Concepto de circulación del campo magnético. Enunciado de la Ley de Ampère. Cálculo del campo magnético generado por ciertas distribuciones de corriente usando la Ley de Ampère. Equivalencia entre la Ley de Ampère + la Ley de líneas de B cerradas con la Ley de Biot y Savart. Aproximación al cálculo del campo magnético generado por una bobina. 6. MAGNETISMO EN LA MATERIA Fenómenos de magnetización de un material. Momentos dipolares magnéticos. Conceptos de campo de excitación magnética (H), densidad de flujo magnético (B) y campo de magnetización (M). Conceptos de permeabilidad y susceptibilidad magnéticas. Tipo de materiales magnéticos. Núcleos magnéticos en bobinas. Fenómenos de histéresis y de saturación magnética. Pérdidas en una bobina. Análisis de circuitos magnéticos y analogía con un circuito eléctrico. Concepto de reluctancia.
4. FENÓMENOS DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA	1. FENÓMENOS DE INDUCCIÓN ELECTROMAGNÈTICA Y LEY DE FARADAY-LENZ. Fenómenos de inducción electromagnética. Concepto de flujo magnético y unidades asociadas. Ley de Faraday-Lenz. Fuerza electromotriz inducida y signo de ésta. Maneras básicas de hacer variar el flujo. Ejemplos de variación de flujo por variación del área del circuito. 2. INDUCCIÓN A TRAVÉS DE BOBINAS. Cálculo aproximado del flujo de una bobina a partir de la corriente. Concepto de inducción mutua entre bobinas y unidades asociadas. Autoinducción de una bobina. Conceptos básicos de transformadores. El alternador, funcionamiento básico. 3. LA FORMULACIÓN GLOBAL DEL ELECTOMAGNETISMO. ECUACIONES DE MAXWELL Y ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. Recopilación-recordatorio de las ecuaciones de la electricidad y el magnetismo (en forma integral) que se han ido dando a lo largo del curso. Enunciado equivalente de las 4 ecuaciones de Maxwell en forma diferencial. Enunciado de una solución de las ecuaciones de Maxwell en forma de ondas electromagnéticas. Dirección de propagación de un rayo y cálculo de la velocidad de propagación en un medio cualquiera. Concepto de frecuencia e índice de refracción. El espectro electromagnético y utilidad de cada banda.
5. FENÓMENOS BÁSICOS DE ÓPTICA GEOMÉTRICA (este tema sólo se trata en prácticas)	1. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE UN RAYO LLUMINOSO Reflexión y refracción de la luz. Ley de Snell. Reflexión total.

Competencias	Resultados de aprendizaje	Contenidos
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