electromagnetismo
Páginas: 171 (42705 palabras)
Publicado: 20 de mayo de 2014
ELECTROMAGNETISMO
Patricio Cordero S.
Departamento de Física
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile
versión octubre 2011
2
Índice general
1. Electrostática y aislantes
11
1.1. Ley de Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
1.2. Campo eléctrico de fuentes compuestas.
Principio de superposición . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
13
1.3. Ley de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
1.4. Potencial eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
1.4.1. Algoritmo para integrar la ecuación de Poisson . . . . .
22
1.5. Dipolo eléctrico y expansión multipolar . . . . . . . . . . . . . .
22
1.5.1. Expansión multipolar . . . . . . . . . . . . . . . .. . .
24
1.6. Generalidades sobre dieléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
1.7. Medios polarizables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
1.8. Desplazamiento eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
1.9. Dieléctricos lineales, isótropos
y comúnmente homogéneos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
1.10.Condiciones de borde . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
1.11.Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
2. Electrostática y conductores
41
2.1. Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
2.1.1. Propiedades generales . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
2.1.2. Ejemplo ilustrativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
2.1.3. Otro ejemplo (un condensador) . . . . . . . . . . . . .
45
3
4
Patricio Cordero S.
vers α
2011/2
2.1.4. Ecuación de Poisson. Unicidad de la solución . . . . . .
45
2.1.5. Ejemplo sobre continuidad del potencial . . . . . . . . .
47
2.2. Energía electrostática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
2.2.1. Energía como función decargas y potenciales . . . . .
47
2.2.2. Energía como función de los campos . . . . . . . . . .
49
2.3. Condensadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
2.4. Energía y fuerzas entre conductores cargados . . . . . . . . .
55
2.5. Integración numérica de la ecuación de Poisson . . . . . . . .
58
2.5.1. Caso unidimensional . . . . . . . . . . . . . . . . .. .
58
2.5.2. Dimensiones mayores . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
2.6. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
3. Corrientes continuas
65
3.1. Generalidades sobre corrientes . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
3.2. Corrientes continuas y ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . .
69
3.2.1. Primera ley de Kirchhoff . . .. . . . . . . . . . . . . . .
69
3.2.2. Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
3.2.2.1. Argumento intuitivo sobre conductividad eléctrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
3.2.2.2. Visión microscópica de la corriente
. . . . . .
73
3.2.3. La ecuaciones y sus condiciones de borde . . . . . . .
75
3.2.3.1. Ecuaciones que rigenel flujo continuo . . . . .
75
3.2.3.2. Condiciones en una interfaz entre dos medios
75
3.2.4. Las dos leyes de Kirchhoff . . . . . . . . . . . . . . . .
77
. . . . . . . . . . . . . . .
78
3.3.1. La fem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
78
3.3.2. Potencia y efecto Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . .
79
3.4. Problemas . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
3.3. Fuerza electromotriz y efecto Joule
4. Magnetostática
ÍNDICE GENERAL
85
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
5
Electromagnetismo
4.1. Corrientes y campo magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
4.1.1. Anticipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
85
4.1.2. Dos nuevas leyes . . . . . . . ....
Patricio Cordero S.
Departamento de Física
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile
versión octubre 2011
2
Índice general
1. Electrostática y aislantes
11
1.1. Ley de Coulomb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
1.2. Campo eléctrico de fuentes compuestas.
Principio de superposición . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .
13
1.3. Ley de Gauss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
1.4. Potencial eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
1.4.1. Algoritmo para integrar la ecuación de Poisson . . . . .
22
1.5. Dipolo eléctrico y expansión multipolar . . . . . . . . . . . . . .
22
1.5.1. Expansión multipolar . . . . . . . . . . . . . . . .. . .
24
1.6. Generalidades sobre dieléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
1.7. Medios polarizables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
1.8. Desplazamiento eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
1.9. Dieléctricos lineales, isótropos
y comúnmente homogéneos . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
1.10.Condiciones de borde . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
1.11.Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. Electrostática y conductores
41
2.1. Conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
2.1.1. Propiedades generales . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
2.1.2. Ejemplo ilustrativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
2.1.3. Otro ejemplo (un condensador) . . . . . . . . . . . . .
45
3
4
Patricio Cordero S.
vers α
2011/2
2.1.4. Ecuación de Poisson. Unicidad de la solución . . . . . .
45
2.1.5. Ejemplo sobre continuidad del potencial . . . . . . . . .
47
2.2. Energía electrostática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
2.2.1. Energía como función decargas y potenciales . . . . .
47
2.2.2. Energía como función de los campos . . . . . . . . . .
49
2.3. Condensadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
2.4. Energía y fuerzas entre conductores cargados . . . . . . . . .
55
2.5. Integración numérica de la ecuación de Poisson . . . . . . . .
58
2.5.1. Caso unidimensional . . . . . . . . . . . . . . . . .. .
58
2.5.2. Dimensiones mayores . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
2.6. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
3. Corrientes continuas
65
3.1. Generalidades sobre corrientes . . . . . . . . . . . . . . . . .
65
3.2. Corrientes continuas y ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . .
69
3.2.1. Primera ley de Kirchhoff . . .. . . . . . . . . . . . . . .
69
3.2.2. Ley de Ohm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
3.2.2.1. Argumento intuitivo sobre conductividad eléctrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
3.2.2.2. Visión microscópica de la corriente
. . . . . .
73
3.2.3. La ecuaciones y sus condiciones de borde . . . . . . .
75
3.2.3.1. Ecuaciones que rigenel flujo continuo . . . . .
75
3.2.3.2. Condiciones en una interfaz entre dos medios
75
3.2.4. Las dos leyes de Kirchhoff . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.3.1. La fem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.3.2. Potencia y efecto Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3.4. Problemas . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
81
3.3. Fuerza electromotriz y efecto Joule
4. Magnetostática
ÍNDICE GENERAL
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Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
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Electromagnetismo
4.1. Corrientes y campo magnético . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.1.1. Anticipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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4.1.2. Dos nuevas leyes . . . . . . . ....
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