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CURSO : TEORIA ELECTROMAGNETICA
TRADUCCION : ELECTROMAGNETIC THEORY
SIGLA : IEE2113
CRÉDITOS : 10
MÓDULOS : 03
REQUISITOS : MAT1640 Y FIS1533
CARÁCTER : MINIMO
DISCIPLINA : INGENIERIA


I. DESCRIPCION

El curso abordara diferentes aspectos de la teoria electromagnetica que permitiran capacitar al alumno en el
analisis y dise?o basico de: propagacion de ondas en diferentes materiales, lineas de transmision, ondas
guiadas y radiacion de campos electromagneticos, incluyendo antenas simples.


II. OBJETIVOS

Al finalizar el curso el alumno sera capaz de:

1. Plantear y resolver las ecuaciones para determinar fuerzas y torques debidos a campos magneticos y
resolver circuitos magneticos de mediana complejidad.
2. Distinguir las distintas formas de la ley de Faraday y saber aplicarlas para determinar la fem inducida
en diversas situaciones de campos magneticos variantes en el tiempo y/o trayectorias cerradas.
3. Distinguir el significado de la formulacion diferencial e integral de las ecuaciones de Maxwell.
4. Determinar las expresiones correspondientes a ondas electricas, magneticas y potencia asociada para
condiciones de propagacion libre en distintos tipos de medios.
5. Determinar las expresiones para ondas electricas y magneticas en casos de incidencia normal y oblicua
entre dos o mas medios.
6. Utilizar el metodo de diferencias finitas en el dominio del tiempo para determinar campos electricos y
magneticos en propagacion libre, o en dos o mas medios en incidencia normal (caso unidimensional).
7. Distinguir las ecuaciones y el significado de una linea de transmision general y las versiones
correspondientes para lineas sin perdidas, para perdidas bajas, para perdidas altas, y para lineas sin sin
distorsion.
8. Calcular una linea de transmision de alambres paralelos, coaxial o microstrip dada una impedancia
caracteristica determinada.
9. Utilizar la carta de Smith para compensar lineas de transmision sin perdidas y para determinar
parametros de impedancia, voltaje y corriente a lo largo de la linea.
10. Dise?ar una guia de onda rectangular y determinar los modos de propagacion posibles asi como las
perdidas provocadas por el uso de conductores no perfectos.
11. Calcular los campos y el patron de radiacion para un monopolo elemental y para un dipolo de media
longitud de onda.
12. Evaluar la ganancia, impedancia de entrada y polarizacion de antenas dipolo.
13. Evaluar la intensidad de se?al y potencia transmitida y recibida para simples enlaces entre dipolos


III. CONTENIDOS

1. Introduccion.
1.1. Ley de Colulomb.
1.2. Campo electrico.
1.3. Densidad de flujo electrico.
1.4. Ley de Gauss.
1.5. Potencial electrico.
1.6. Teorema de la divergencia.
1.7. Ecuacion de Poisson y ecuacion de Laplace.


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FACULTAD DE INGENIERIA / Junio de 2009
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2. Revision de conceptos basicos de magnetostatica.
2.1. Ley de Biot-Savart.
2.2. Ley de Ampere.
2.3. Densidad de flujo magnetico.
2.4. Potenciales magneticos escalar y vectorial.

3. Materiales y dispositivos magneticos.
3.1. Fuerzas debidas a campos magneticos.
3.2. Torque y momento magnetico.
3.3. Dipolo magnetico.
3.4. Magnetizacion en materiales.
3.5. Clasificacion de materiales magneticos.
3.6. Inductores e inductancias.
3.7. Energia magnetica.
3.8. Circuitos magneticos.
3.9. Fuerzas sobre materiales magneticos.

4. Ecuaciones de Maxwell.
4.1. Ley de Faraday.
4.2. Fuerza electromotriz.
4.3. Corriente de desplazamiento.
4.4. Ecuaciones de Maxwell.

5. Propagacion de ondas electromagneticas.
5.1. Deduccion de la ecuacion de onda.
5.2. Solucion de la ecuacion de onda.
5.3. Propagacion de ondas planas en dielectricos disipativos.
5.4. Ondas planas en el vacio.
5.5. Ondas planas en dielectricos sin perdidas.
5.6. Ondas planas en buenos conductores.
5.7. Reflexion de ondas planas en incidencia normal.
5.8. Reflexion de ondas planas en incidencia oblicua.
5.9. Potencia y vector de Poynting.

6. Metodo DFDT para la solucion numerica de las ecuaciones de Maxwell.
6.1. Ecuaciones de Maxwell, caso unidimensional.
6.2. Formulacion numerica.
6.3. Estabilidad.
6.4. Condiciones de borde absorbentes.
6.5. Propagacion en un medio dielectrico con y sin perdidas.
6.6. Determinacion del tama?o de la celda temporal y la celda espacial.
6.7. Reformulacion incluyendo la densidad de flujo electrico.

7. Lineas de transmision.
7.1. Modelo de parametros distribuidos.
7.2. Regimen transitorio en lineas sin perdidas.
7.3. Excitacion sinusoidal en regimen permanente.
7.4. Lineas sin distorsion.
7.5. Aproximacion para lineas con perdidas bajas y perdidas altas.
7.6. Lineas no disipativas.
7.7. Transformador de ?/4.
7.8. Carta de Smith.
7.9. Igualacion de impedancias con acopladores.

8. Guias de onda.
8.1. Ondas entre planos conductores paralelos.
8.2. Velocidad de propagacion y atenuacion de la onda.


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8.3. Impedancia de onda.
8.4. Guias rectangulares.
8.5. Ondas TM y TE en guias rectangulares.
8.6. Funciones de Bessel.
8.7. Solucion de las ecuaciones de campo en coordenadas cilindricas.
8.8. Ondas TM y TE en guias circulares.

9. Antenas.
9.1. Conceptos generales.
9.2. Dipolo elemental.
9.3. Dipolo de /2.
9.4. Monopolo de cuarto /4.
9.5. Antena de cuadro peque?o.
9.6. Caracteristicas de las antenas.
9.7. Arreglos de antenas.
9.8. Area efectiva y la ecuacion de Friis.
9.9. Ecuaciones del radar.


IV. METODOLOGIA

Modulos semanales:
- Catedras: 2
- Ayudantias: 1

El curso se realiza utilizando metodologias de ense?anza centradas en el alumno que permitan a los
estudiantes desarrollar las competencias definidas en los objetivos del curso.
Este curso esta dise?ado de forma tal que el alumno dedique al estudio personal un promedio de 6 hrs. a la
semana.


V. EVALUACION

Las evaluaciones pueden ser por medio de pruebas, proyectos y/o tareas.


VI. BIBLIOGRAFIA

Textos Minimos

Kraus & Fleisch Electromagnetics with Aplications, 5th ed. McGraw-Hill, 2000.


Textos Complementarios

Cheng, D. K. Fundamentals of Engineering Electromagnetics. Addison Wesley
Longman, 1997.

Ramo, S., et. al. Fields and waves in communication electronics, 2nd ed. New York,
John Wiley, 1984.

Sadiku, M. N. O. Elements of Electromagnetics, 3d ed. Oxford University Press,
2002.




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