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Pontificia Universidad Católica Argentina
“SANTA MARÍA DE LOS BUENOS AIRES”
Facultad de Ciencias Fisicomatemáticas e Ingeniería
PROGRAMA DE FISICA II
246
2008
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
BOLILLA I
1- Campo eléctrico y Potencial eléctrico. Cargas discretas. Ley de Coulomb.
Principios de cuantificación y conservación de la carga eléctrica. Electricidad por
frotamiento. Conductores y aislantes. Campo eléctrico y líneas de campo. Diferencia de
potencial. Superficies equipotenciales. La relación general entre E y V. Dipolo eléctrico,
momento y energía. Cálculo del potencial en sistemas con cargas discretas. Movimiento de
cargas en campos eléctricos.
BOLILLA II
2- Distribución contínua de cargas. Cálculo de campos eléctricos generados por densidad de
carga. La ley de Gauss y sus aplicaciones. Discontinuidades del campo eléctrico. Campo nulo en
el interior de conductores. Cargas y campos en la superficie de conductores. Cálculo del
potencial en sistemas con distribución contínua de cargas. Máquinas electrostáticas. Ruptura del
dieléctrico.
BOLILLA III
3- Energía Electrostática, Capacidad y Dieléctricos. Energía potencial electrostática.
Capacidad. Densidad de energía en el espacio ocupado por campo eléctrico. Los condensadores
y sus aplicaciones. Influencia de dieléctricos sobre la capacidad.
Permitividad. Energía almacenada en presencia de dieléctrico. Descripción molecular de un
dieléctrico. Carga ligada.
BOLILLA IV
4- Corrientes eléctricas estacionarias. Fuerza electromotriz (FEM). Pilas y baterías.
Movimiento de cargas y corriente eléctrica. Densidad de corriente eléctrica.
Resistencia y ley de Ohm. Balance de energía en un circuito eléctrico. Efecto Joule.
Circuitos de corriente contínua. Las Reglas de Kirchhoff. Instrumentos: galvanómetro,
amperímetro, voltímetro y ohmetro. Medición de resistencias mediante circuitos puente.
BOLILLA V
5- Corrientes transitorias. Carga y descarga de condensadores en circuitos RC.
Constante de tiempo. Balance energético del proceso de carga de un condensador.
BOLILLA VI
6- Campo magnético. La fuerza de Lorentz sobre cargas eléctricas. Fuerzas sobre elementos de
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corriente. El magnetismo de imanes. Líneas de campo magnético. Las líneas magnéticas de una
espira y de un imán permanente. Cálculo de fuerzas sobre cables que transportan corriente.
Movimiento de una carga puntual en un campo magnético y sus aplicaciones. Selector de
velocidad. Determinación del cociente q/m (parábola de Thomson). Espectrómetro de masas.
Ciclotrón. Cuplas sobre espiras de corriente y sobre imanes. Energía potencial de un dipolo
magnético en campo magnético.
BOLILLA VII
7- Fuentes del campo magnético. Campo magnético generado por una carga en movimiento.
La ley de Biot y Savart del campo magnético generado por elementos de corriente. Cálculo del
campo magnético producido por circuitos de corriente. La balanza de corrientes y la definición
del Ampere. La ley de Gauss para el magnetismo. La ley de Ampere y sus aplicaciones para el
cálculo del campo magnético de circuitos de corriente estacionaria. Solenoides rectilíneos y
toroidales.
BOLILLA VIII
8- Magnetismo de materiales. Momento magnético. Magnetización, susceptibilidad y
permeabilidad magnética. Relación entre momento magnético y momento angular.
Nociones sobre materiales paramagnéticos, diamagnéticos y ferromagnéticos. Electroimanes.
BOLILLA IX
9- Inducción magnética. Flujo magnético. Fuerza electromotriz inducida. La ley de Faraday.
Ley de Lenz. Formulación integral. Ejemplos de FEM inducida por variación de flujo
magnético. FEM de movimiento. Corrientes de Foucault (o de torbellino).
Autoinducción de un circuito. Autoinducción de un solenoide. Inducción mutua de circuitos
acoplados. Almacenamiento de energía magnética en el espacio. Densidad de energía magnética.
El transformador: nociones. Nociones de circuitos magnéticos: la analogía entre las leyes del
flujo en materiales magnéticos y las leyes de los circuitos de corriente continua. La reluctancia.
BOLILLA X
10- Transitorios y oscilaciones en circuitos eléctricos. Circuitos libres y sus ecuaciones
diferenciales. Transitorios en circuitos RL. Constante de tiempo.
Circuitos LC y RLC sin generador. Oscilaciones armónicas y oscilaciones amortiguadas.
Generadores de corriente alternada. Circuitos forzados. Nociones de corriente alterna. La
representación temporal y la solución por fasores. Estudio del circuito RLC serie. Impedancia.
Potencia disipada. Resonancia. Factor de calidad.
BOLILLA XI
11- Ecuaciones de Maxwell. La corriente de desplazamiento de Maxwell.
Generalización de la Ley de Ampere. Cálculo de corriente de desplazamiento y campo
magnético en un condensador plano. Formulación integral de las ecuaciones de Maxwell.
BOLILLA XII
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12- Ondas electromagnéticas. Nociones acerca de la generación de ondas ELM y la radiación
de dipolo. La ecuación de ondas. Derivación de la ecuación de las ondas ELM (una dimensión).
Ondas ELM planas: propiedades. El espectro de ondas electromagnéticas. Energía y cantidad de
movimiento. Vector de Poynting. Presión de radiación.
BIBLIOGRAFIA
Física para Científicos e Ingenieros, Paul A. Tipler, Cuarta Edición.
El curso se integra con Trabajos de Laboratorio y Prácticas de Resolución de Problemas que
conforman una unidad con la Teoría. Bibliografía de consulta, diapositivas del curso 2006, guías
de Actividades de Laboratorio, ejemplos de exámenes parciales 2005-2006, pruebas de clase y
muchos otros materiales de estudio están disponibles, por la red LIR-UCA, en la página de la
materia.