Fisica

ELECTROMAGNETISMO, CIRCUITOS Y SEMICONDUCTORES

Manuel Array´s y Jos´ Luis Trueba a e

ELECTROMAGNETISMO, CIRCUITOS Y SEMICONDUCTORES

Universidad Rey Juan Carlos

´ CREDITOS A RELLENAR POR LA EDITORIAL

A los que est´n siempre ah´ a ı, incluso cuando se les necesita. Manuel Array´s a

A mis chicas Maite, Ainhoa, Cristina y Luc´ ıa, y a todos los que nos han apoyado. Jos´ LuisTrueba e

Contenidos

Contenidos Prefacio 1. Cinem´tica y vectores a 1.1. Unidades del Sistema Internacional 1.2. Magnitudes escalares y vectoriales 1.3. Vectores 1.4. Vector velocidad 1.5. Vector aceleraci´n o 1.6. Componentes intr´ ınsecas de la aceleraci´n o 1.7. Ejercicios 2. Din´mica a 2.1. Leyes de Newton 2.2. Trabajo 2.3. Energ´ ıa 2.4. Sistemas de part´ ıculas: centro de masas 2.5.Momento angular 2.6. Rotaciones planas de un cuerpo r´ ıgido 2.7. Ejercicios 3. Carga el´ctrica e 3.1. Propiedades de las cargas el´ctricas e 3.2. Fuerza electrost´tica a 3.3. Conductores y diel´ctricos e 3.4. Procesos de carga en conductores y diel´ctricos e 3.5. Ejercicios 4. Campo el´ctrico e 4.1. Campo el´ctrico creado por cargas puntuales e 4.2. Distribuciones continuas de carga 4.3. Movimientode una carga de prueba 4.4. Energ´ potencial electrost´tica ıa a 4.5. Potencial electrost´tico a 4.6. Ejercicios

IX XI

1 1 2 3 7 9 12 15 17 17 19 22 25 25 28 31 33 33 34 36 37 39 41 41 43 46 47 48 51

x 5. Ley 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7.

Contenidos de Gauss Flujo el´ctrico e Ley de Gauss Campo creado Campo creado Campo creado Campo creado Ejercicios 53 53 54 56 58 60 62 63 6565 68 70 73 76 78 81 81 84 88 90 92 95 95 97 101 103 107 109 109 110 113 115 117 119 122 125 125 126 128 130 131 133

por por por por

una esfera homog´nea e un cilindro homog´neo e un plano homog´neo e un condensador plano

6. Campo el´ctrico en los medios materiales e 6.1. Conductores en equilibrio electrost´tico a 6.2. Campo y potencial creados por una esfera conductora 6.3. Campoel´ctrico en un diel´ctrico e e 6.4. Capacidad y condensadores 6.5. Almacenamiento de energ´ el´ctrica ıa e 6.6. Ejercicios 7. Corriente el´ctrica e 7.1. Corriente el´ctrica en un cable conductor e 7.2. Ley de Ohm 7.3. Fuerza electromotriz 7.4. Potencia en los circuitos el´ctricos e 7.5. Ejercicios 8. Magnetismo 8.1. Fuerza magn´tica e 8.2. Carga de prueba en un campo magn´tico uniforme e 8.3. Fuerzamagn´tica sobre una corriente el´ctrica e e 8.4. Momento de torsi´n magn´tico sobre una espira o e 8.5. Ejercicios 9. Campo magn´tico e 9.1. Campo magn´tico creado por cargas puntuales e 9.2. Ley de Biot-Savart 9.3. Campo magn´tico creado por una espira circular e 9.4. Campo magn´tico creado por un solenoide e 9.5. Ley de Gauss del magnetismo 9.6. Ley de Amp`re e 9.7. Ejercicios 10.Materiales magn´ticose 10.1. Momento magn´tico de un electr´n e o 10.2. Magnetizaci´n o 10.3. Diamagnetismo 10.4. Paramagnetismo 10.5. Ferromagnetismo 10.6. Ejercicios

Contenidos 11.Inducci´n electromagn´tica o e 11.1. Fem inducida 11.2. Fem de movimiento 11.3. Ley de Faraday 11.4. Ley de Lenz 11.5. Inducci´n mutua y autoinducci´n o o 11.6. Energ´ magn´tica almacenada en un inductor ıa e 11.7. El generadorel´ctrico e 11.8. Ejercicios 12.Ondas electromagn´ticas e 12.1. Ecuaciones de Maxwell 12.2. Movimiento ondulatorio 12.3. Ondas electromagn´ticas en el vac´ e ıo 12.4. Espectro electromagn´tico e 12.5. Ejercicios 13.Circuitos elementales 13.1. Elementos localizados 13.2. Leyes de Kirchhoff 13.3. Resistencias 13.4. Resistencias en serie y en paralelo 13.5. Divisor de voltaje 13.6. El puente de Wheatstone13.7. Mult´ ımetros 13.8. Ejercicios 14.Circuitos equivalentes 14.1. Equivalente Th´venin e 14.2. Equivalente Norton 14.3. El efecto de la carga 14.4. Ejercicios 15.Circuitos que dependen del tiempo 15.1. Condensadores 15.2. Condensadores en serie y en paralelo 15.3. Carga de un condensador mediante una fuente de corriente 15.4. Descarga de un condensador a trav´s de una resistencia e 15.5....