000 16601nam a2200253 a 4500
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080 _a537.86 P966 I
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100 1 _aPuliafito, Salvador Enrique
_9963
245 1 0 _aPropagación y radiación de ondas electromagnéticas.
_nTomo 1,
_pEl campo electromagnético /
_cSalvador Enrique Puliafito.
250 _a2da. Corr.
260 _aMendoza:
_bIdearium,
_c1985
336 _2rdacontent
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337 _2rdamedia
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338 _2rdacarrier
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505 8 0 _aCONTENIDO CAPITULO I. NOCIONES BASICAS SOBRE TEORIA DE CAMPO INTRODUCCION I-1 1. CAMPOS I-1 1.1 Campo vectorial I-1 1.2 Campo escalar I-1 1.3 Campos estacionarios I-2 2. CAMPO VECTORIAL I-2 2.1 Línea de fuerza o línea de flujo I-2 2.2 Criterio de unicidad I-2 2.3 Tubo de flujo I-2 2.4 Flujo total ligado a una superficie I-2 2.5 Convención de signos I-4 2.6 Tubo de flujo unitario I-4 3. DIVERGENCIA I-5 3.1 El concepto físico de la divergencia I-7 3.2 Relación de Gauss I-7 4. CLASES DE CAMPOS VECTORIALES I-8 4.1 Campo potencial o irrotacional I-8 4.2 Campo solenoidal o rotacional I-9 4.3 Campos compuestos I-9 4.4 El concepto de divergencia y la investigación sobre la naturaleza de un campo vectorial dado I-10 4.5 Propiedades del campo solenoidal I-10 5. TRABAJO-CIRCULACION I-12 5.1 Campos conservativos-Potencial I-13 5.2 Condiciones requeridas para la existencia de la Función Potencial I-15 5.3 Convención energética I-17 5.4 Ventajas de utilizar la función potencial I-18 5.5 Superficies equipotenciales I-19 5.6 Gradiente de la función potencial I-21 5.7 Significado físico del gradiente de la función potencial I-24 5.8 Los campos conservativos son irrotacionales I-25 6. CAMPOS SOLENOIDALES O ROTACIONALES I-25 6.1 Teorema de Stokes I-26 7. CAMPOS COMPUESTOS - INDEPENDENCIA DE LAS COMPONENTES TURBULENTAS Y NO TURBULENTAS DE UN CAMPO COMPUESTO I-28 8. ECUACIONES DE LAPLACE Y POISSON PARA CAMPOS IRROTACIONALES I-31 9. FUNCION POTENCIAL VECTORIAL I-32 APENDICE OPERACIONES VECTORIALES FUNDAMENTALES EN LOS SISTEMAS DE COORDENADAS CARTESIANO, CILINDRICO Y ESFERICO 1. INTRODUCCION I-35 2. ELEMENTO DE ARCO EN CADA SISTEMA COORDENADO I-36 2.1 Sistema cartesiano I-36 2.2 Sistema de coordenadas cilíndricas I-37 2.3 Sistema de coordenadas esféricas I-38 2.4 Expresiones del gradiente de una función escalar V I-39 2.4.1 En el sistema cartesiano I-39 2.4.2 En el sistema de coordenadas cilíndricas I-40 2.4.3 Sistema de coordenadas esféricas I-40 2.5 Expresiones de la divergencia de un vector I-40 2.6 Expresiones del rotor de un vector A I-41 2.7 Expresiones del laplaciano de una función potencial I-42 PROBLEMAS I-43 CAPITULO II. EL CAMPO ELECTROSTATICO 1. INTRODUCCION II-1 2. LEY DE COULOMB II-1 2.1 Caso de n cargas discretas II-3 3. INTENSIDAD DEL CAMPO ELECTRICO II-4 3.1 Caso de n cargas discretas II-4 3.2 Caso de una distribución volumétrica continua de cargas II-5 3.3 Caso de una distribución superficial continua de cargas II-5 3.4 Caso de una distribución lineal continua de cargas II-7 4. FLUJO ELECTROSTATICO II-7 4.1 Densidad de flujo electrostático II-8 5. LEY DE GAUSS II-8 5.1 Flujo emanado de una carga positiva puntual II-8 5.2 Expresión diferencial de la ley de Gauss II-10 5.3 Ley de Gauss aplicada a un elemento de superficie II-11 6. POTENCIAL ESCALAR II-13 6.1 Potencial de una distribución discreta de cargas II-14 6.2 Potencial de una distribución continua II-16 6.3 Función electrostática de Green II-16 6.4 Relación entre el campo eléctrico y la función potencial II-16 7. ECUACIONES DE POISSON Y LAPLACE II-18 8. SUPERFICIES EQUIPOTENCIALES II-19 8.1 Medios conductores II-19 8.2 Antecedentes experimentales II-20 9. CAMPO PRODUCIDO POR CONDUCTORES CARGADOS II-22 9.1 Campo eléctrico debido a una distribución superficial de carga sobre un conductor II-22 9.2 Consecuencias II-23 9.3 Potencial debido a una distribución superficial de cargas II-23 10. HOJAS CARGADAS II-24 10.1 Condiciones de contorno sobre hojas cargadas II-24 11. CONDICIONES DE CONTORNO SOBRE LA SUPERFICIE DE SEPARACION DE DOS MEDIOS DIELECTRICOS II-24 12. DIPOLO ELECTRICO II-28 12.1 Definición II-28 12.2 Momento de un dipolo II-28 12.3 Dipolo sumergido en un campo eléctrico uniforme II-28 12.4 Energía Potencial de un dipolo II-30 12.5 Potencial debido a un dipolo eléctrico II-31 12.6 Potencial de una distribución superficial de dipolos II-33 13. CAMPO LEJANO DE UNA DISTRIBUCION VOLUMETRICA DE CARGAS II-36 14. ENERGIA DE UN GRUPO DE CARGAS PUNTUALES II-39 15. ENERGIA DE UNA DISTRIBUCION VOLUMETRICA DE CARGAS ELECTRICAS II-42 16. ENERGIA DE UNA DISTRIBUCION SUPERFICIAL DE CARGAS II-43 17. DENSIDAD VOLUMETRICA DE ENERGIA DE UN CAMPO ELECTROSTATICO II-45 18. SISTEMA DE CONDUCTORES II-48 18.1 Coeficientes de potencial II-48 18.1.1 Energía electrostática de n conductores II-49 18.2 Coeficientes de capacidad II-50 18.2.1 Energía electrostática de n conductores. Expresión alternativa II-51 19. CONDENSADORES II-51 19.1 Capacitor plano paralelo II-53 19.2 Capacidad de una esfera aislada II-54 19.3 Capacitor de esferas concéntricas II-56 19.4 Conexión de capacitores en serie y en paralelo II-57 APENDICE CARGAS PUNTUALES - TRATAMIENTO MATEMATICO DE LAS SINGULARIDADES DE CAMPO MEDIANTE LA FUNCION DELTA DE DIRAC 1. LA FUNCION DELTA DE DIRAC II-61 2. REPRESENTACION DE UNA CARGA PUNTUAL MEDIANTE FUNCION DELTA DIRAC II-63 3. DISTRIBUCION DISCRETA DE CARGAS PUNTUALES II-65 4. CAMPO PRODUCIDO POR UNA CARGA PUNTUAL II-65 4.1 Intensidad del campo eléctrico II-65 4.2 La divergencia del campo II-67 4.3 El laplaciano de una carga puntual II-69 PROBLEMAS II-73 CAPITULO III. RESOLUCION DE PROBLEMAS ELECTROSTATICOS 1 . INTRODUCCION III-1 2. METODOS DE RESOLUCION DE PROBLEMAS ELECTROSTATICOS III-2 2.1 Aplicación directa de la ley de Gauss III-2 2.2 Resolución directa a partir de la especificación de la carga eléctrica III-3 2.3 Resolución de la ecuación de Poisson y Laplace III-4 2.4 Método de las imágenes electrostáticas III-5 2.5 Métodos gráficos III-5 2.6 Métodos aproximados III-6 3. RESOLUCION DE LA ECUACION DE LAPLACE III-6 4. TEOREMAS RELATIVOS A LA ECUACION DE LAPLACE III-6 4.1 Teorema I III-6 4.2 Teorema II III-7 4.3 Condiciones de contorno III-10 5. PROBLEMAS EN QUE EL POTENCIAL DEPENDE DE UNA SOLA VARIABLE III-11 5.1 Caso de una esfera conductora cargada III-11 5.2 Caso de un condensador de placas parálelas e infinitas III-13 6. ARMONICOS CILINDRICOS III-15 6.1 Aplicación de los armónicos cilindricos III-18 7. ARMONICOS ESFERICOS III-23 7.1 Aplicación de los armónicos esféricos III-25 8. METODO DE LAS IMAGENES ELECTROSTATICAS III-29 8.1 Problema de una carga puntual ubicada frente a un plano conductor infinito III-29 8.2 Problema de una carga puntual ubicada frente a una esfera conductora de radio a III-34 9. RESOLUCION DE LA ECUACION DE POISSON III-41 10. METODOS GRAFICOS III-42 10.1 Procedimiento gráfico para bosquejar el campo III-44 PROBLEMAS III-47 CAPITULO IV. EL CAMPO MAGNETOSTATICO 1. INTRODUCCION IV-1 2. LA CORRIENTE ELECTRICA COMO FUENTE DEL CAMPO MAGNETICO IV-2 2.1 Corrientes de conducción IV-4 2.2 Corrientes de convección IV-5 2.3 Densidad de corriente IV-5 2.4 Ecuación de la continuidad IV-7 2.5 Ley de Ohm IV-9 2.6 Resistencia IV-11 2.7 Resistividad de los metales IV-13 3. NATURALEZA DEL CAMPO MAGNETICO IV-15 4. OBSERVACIONES REFERENTES A LA DEFINICION DE LAS UNIDADES ELECTRICAS Y MAGNETICAS IV-16 5. LOS MEDIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA MAGNETICO IV-17 6. DENSIDAD DE FLUJO MAGNETICO IV-18 6.1 Flujo magnético total IV-19 7. CAMPO MAGNETICO DE CORRIENTES ESTACIONARIAS IV-20 7.1 Ley de la fuerza de Ampere o Primera ley de Ampere IV-20 7.2 Segunda ley de Ampere IV-22 7.3 Ley de la fuerza de Lorentz IV-24 7.4 Fuerza magnetomotriz o integral de trabajo IV-25 7.5 Ley circuital de Ampere IV-25 7.6 Dimensiones de B y fí en el sistema M.K.S. racionalizado. Analogías con E y V IV-27 8. CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR IMANES NATURALES-LEY DE COULOMB IV-29 9. ECUACIONES DIFERENCIALES DEL CAMPO MAGNETOSTATICO IV-32 10. EL POTENCIAL VECTORIAL IV-33 11. LIMITACION DE LAS LEYES DE AMPERE IV-36 12. ENERGIA DE CAMPO MAGNETOSTATICO IV-36 13. EL EFECTO HALL IV-37 PROBLEMAS IV-41 CAPITULO V. LOS MEDIOS DESDE EL PUNTO DE VISTA ELECTRICO Y MAGNETICO 1. INTRODUCCION V-1 2. EL FENOMENO DE LA POLARIZACION ELECTRICA V-2 3. EL VECTOR POLARIZACION ELECTRICA V-3 3.1 Efectos de la polarización eléctrica V-4 4. CAMPO EXTERNO PRODUCIDO POR UN MEDIO DIELECTRICO V-4 5. CAMPO ELECTRICO EN EL INTERIOR DEL DIELECTRICO V-9 6. DEPENDENCIA EXISTENTE ENTRE LA POLARIZACION ELECTRICA Y EL CAMPO ELECTRICO POLARIZANTE V-11 7. LEY DE GAUSS EN EL CASO DE CARGAS ELECTRICAS LIBRES EN UN MEDIO DIELECTRICO LINEAL EXTENDIDO INFINITAMENTE V-12 8. CONSTANTE DIELECTRICA RELATIVA O COEFICIENTE DIELECTRICO V-14 9. EL EFECTO DE DES POLARIZACION V-15 10. ESFERA DIELECTRICA EN CAMPO ELECTRICO UNIFORME V-16 11. VARILLA DELGADA SUMERGIDA EN CAMPO ELECTRICO UNIFORME V-21 12. FERROELECTRICIDAD V-21 13. LAS PROPIEDADES MAGNETICAS DE LA MATERIA V-25 14. MOMENTO DIPOLAR MAGNETICO V-26 15. EQUIVALENCIA ENTRE UNA ESPIRA Y UNA AGUJA IMANTADA V-27 16. CUPLA MAGNETICA V-28 17. CUPLA EN FUNCION DEL MOMENTO DIPOLAR MAGNETICO V-29 18. ENERGIA POTENCIAL DE UN DIPOLO MAGNETICO V-30 19. POLARIZACION MAGNETICA V-31 20. POTENCIAL VECTORIAL LEJANO DE UNA DISTRIBUCION DE CORRIENTES V-34 21. CAMPO MAGNETICO PRODUCIDO POR UNA MUESTRA DE MATERIAL POLARIZADO MAGNETICAMENTE. DENSIDADES DE CORRIENTES DE MAGNETIZACION V-37 22. EL POTENCIAL ESCALAR MAGNETICO V-39 23. PERMEABILIDAD MAGNETICA DE UN MEDIO V-41 24. DENSIDAD E INTENSIDAD DE POLO MAGNETICO V-42 25. CONDICIONES DE CONTORNO DEL CAMPO MAGNETICO V-45 25.1 Caso en que el medio sea de alta permeabilidad relativa V-50 PROBLEMAS V-53 CAPITULO VI. INDUCCION ELECTROMAGNETICA 1. INTRODUCCION VI-1 2. LEY DE FARADAY VI-2 3. LEY DE LENZ VI-3 4. LEY DE NEUMANN VI-4 5. EXPRESION DIFERENCIAL DE LA LEY DE FARADAY VI-4 6. LEY DE INDUCCION MOCIONAL VI-6 6.1 Leyes de la fuerza de Ampere y Lorentz VI-6 6.2 Circuito no estacionario en el seno de un campo magnético B estacionario VI-8 7. LEY GENERAL DE INDUCCION ELECTROMAGNETICA VI-11 8. AUTOINDUCTANCIA VI-12 9. MUTUA INDUCCION VI-13 10. INCONSISTENCIA DE LA LEY DE AMPERE VI-15 PROBLEMAS VI-21 CAPITULO VII. ECUACIONES DE MAXWELL 1. INTRODUCCION VII-1 2. ECUACIONES DE MAXWELL VII-1 3. COMENTARIOS SOBRE LAS ECUACIONES DE MAXWELL VII-4 4. ECUACIONES DE ONDA VII-6 4.1 Medio dieléctrico ideal libre de cargas VII-6 4.2 Medio conductor VII-8 5. VECTOR DE HERTZ VII-9 6. LAS ECUACIONES DE MAXWELL PARA CAMPOS ESTACIONARIOS VII-12 APENDICE EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO VII-15 PROBLEMAS VII-17 CAPITULO VIII. ONDAS ELECTROMAGNETICAS EN MEDIOS DIELECTRICOS 1. INTRODUCCION VIII-1 1.1 Superficies equifases o frentes de onda VIII-1 1.2 Dirección o eje de propagación VIII-1 1.3 Rayos VIII-1 1.4 Tipos de ondas electromagnéticas VIII-2 1.4.1 Onda plana VIII-2 1.4.2 Ondas cilíndricas VIII-2 1.4.3 Ondas esféricas VIII-2 1.5 Modos de propagación VIII-2 1.5.1 Planos transversos VIII-2 1.5.2 Modo TEM VIII-4 1.5.3 Modo T.E. VIII-4 1.5.4 Modo T.M. VIII-4 1.5.5 Modos compuestos VIII-4 2. ONDAS PLANAS VIII-5 3. SOLUCION GENERAL PARA ONDAS PLANAS PROPAGANDOSE EN UN MEDIO DIELECTRICO IDEAL VIII-8 4. SOLUCIONES EN EL DOMINIO DE LAS FRECUENCIAS VIII-11 4.1 Impedancia intrínseca de un medio dieléctrico ideal VIII-15 4.2 Velocidad de fase V VIII-17 4.3 Longitud de onda X VIII-18 4.4 Período de la onda T VIII-19 4.5 Relación entre la velocidad de fase, la longitud de onda y la frecuencia VIII-20 4.6 Velocidad de fase relativa o factor de velocidad (F.V.) VIII-21 4.7 Indice de refracción r VIII-22 5. ONDAS PLANAS PROPAGANDOSE EN UNA DIRECCION ARBITRARIA EN EL SENO DE UN MEDIO DIELECTRICO IDEAL VIII-22 6. MEDIOS DIELECTRICOS N0 IDEALES DE REDUCIDAS PERDIDAS VIII-26 6.1 Impedancia intrínseca VIII-31 6.2 Otras constantes características VIII-32 7. POLARIZACION DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS VIII-33 7.1 Dirección de polarización dé una onda VIII-33 7.2 Ondas polarizadas linealmente VIII-33 7.3 Polarización elíptica VIII-34 7.4 Polarización circular VIII-35 7.5 Relación Axil VIII-35 7.6 Sentido de giro de la polarización VIII-36 7.7 Especificación de la polarización de una onda electromagnética VIII-36 PROBLEMAS VIII-37 CAPITULO IX. ONDAS ELECTROMAGNETICAS EN MEDIOS CONDUCTORES 1. INTRODUCCION IX-1 2. CONSTANTE DE PROPAGACION IX-3 3. PROFUNDIDAD DE PENETRACION IX-4 4. SOLUCIONES DEL CAMPO ELECTROMAGNETICO EN UN MEDIO CONDUCTOR IX-5 5. IMPEDANCIA INTRINSECA IX-6 6. VELOCIDAD DE FASE IX-8 7. LONGITUD DE ONDA IX-9 8. RESUMEN DE LAS CARACTERISTICAS DE UN MEDIO CONDUCTOR IX-9 9. TIEMPO DE RELAJACION IX-10 10. VELOCIDAD DE GRUPO IX-13 10.1 Velocidad de grupo en los medios conductores IX-20 PROBLEMAS IX-21 CAPITULO X. SUPERCONDUCTIVIDAD 1. INTRODUCCION X-1 2. RESISTIVIDAD NULA DE LOS SUPERCONDUCTORES X-1 3. EFECTO MEISSNER X-4 4. EFECTO ISOTOPICO X-5 5. CAMPO MAGNETICO CRITICO X-7 7. MODELOS DE EXCLUSION DEL FLUJO MAGNETICO EN LOS SUPERCONDUCTORES X-8 7.1 El superconductor como un medio diamagnético perfecto X-8 7.2 El superconductor excluye el flujo debido a una corriente de conducción superficial X-9 7.3 Comparación de las dos alternativas X-10 8. SUPERCONDUCTORES Y CONDUCTORES PERFECTOS X-11 9. ECUACIONES DE MAXWELL-LONDON X-15 10. EL SUPERCONDUCTOR COMO UN PLASMA X-19 CAPITULO XI. ENERGIA Y POTENCIA DE UN CAMPO ELECTROMAGNETICO 1. INTRODUCCION XI-1 2. EL VECTOR DE POYNTING XI-2 3. EL VECTOR DE POYNTING EN MEDIOS DIELECTRICOS IDEALES XI-4 4. EL VECTOR DE POYNTING EN MEDIOS IMPEIFECTOS XI-9 5. VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA ENERGIA ELECTROMAGNETICA XI-13 PROBLEMAS XI-15 6. FORMULACION DE TEORIAS SOBRE SUPERCONDUCTIVIDAD X-7 CAPITULO XII. CAMPOS ELECTROMAGNETICOS Y PARTICULAS CARGADAS 1. INTRODUCCION XII-1 2. FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE PARTICULAS CARGADAS XII-2 2.1 Campo gravitacional XII-2 2.2 Campo electrostático XII-3 2.3 Campo magnetostático XII-3 2.4 Campo electromagnético XII-4 2.5 Otros casos XII-5 3. FUERZA ELECTROMOTRIZ XII-5 4. CONSIDERACIONES ENERGETICAS EN RELACION A MOVIMIENTOS DE PARTICUALS EN EL VACIO EN PRESENCIA DE CAMPOS ESTACIONARIOS O CUASI-ESTACIONARIOS XII-11 5. MOVIMIENTO CIRCULAR DE UNA PARTICULA CARGADA EN EL SENO DE UN CAMPO MAGNETICO ESTACIONARIO XII-13 6. MOVIMIENTO DE UNA PARTICULA CARGADA EN UN CAMPO CRUZADO XII-15 6.1 Caso particular en el cual Ey XII-20 7. TRAYECTORIA HELICOIDAL XII-22 8. LA ACCION FOCALIZADORA DE LOS CAMPOS ELECTRICO Y MAGNETICO XII-24 9. LIMITACION DE LA CORRIENTE POR CARGA ESPACIAL XII-24 10. PLASMAS XII-30 11. OSCILACIONES LIBRES EN UN PLASMA XII-31 12. OSCILACIONES FORZADAS EN UN PLASMA XII-34 13. COMPORTAMIENTO DE LOS MATERIALES DIELECTRICOS EN FUNCION DE LA FRECUENCIA XII-38 13.1 Polarización electrónica XII-38 13.2 Oscilaciones forzadas en los materiales dieléctricos XII-40 13.3 Respuesta en frecuencia de los dieléctricos XII-45 14. LOS SUPERCONDUCTORES COMO PLASMAS XII-47 APENDICE ECUACIONES DE MOVIMIENTO DE PARTICULAS 1. INTRODUCCION XII-51 2. COORDENADAS CARTESIANAS XII-52 3. COORDENADAS CILINDRICAS XII-54 4. COORDENADAS ESFERICAS XII-61 5. FUERZA DE LORENTZ XII-61 PROBLEMAS XII-63 INFORMACION COMPLEMENTARIA TABLA I. CONSTANTES FISICAS MAS USADAS IC-2 TABLA II. CONSTANTES DIELECTRICAS RELATIVAS DE ALGUNOS MATERIALES IC-4 TABLA III. CANTIDAD DE ELECTRONES DE CONDUCCION POR UNIDAD DE VOLUMEN COMPUTADOS A PARTIR DEL EFECTO HALL IC-5 TABLA IV. RESISTIVIDAD DE ALGUNOS MATERIALES IC-6 TABLA V. SUSCEPTIBILIDAD MAGNETICA DE ALGUNOS MATERIALES IC-7 TABLA VI. INDICES DE REFRACCION PARA LA LUZ DE SODIO IC-8 TABLA VII. TEMPERATURAS Y CAMPOS CRITICOS DE ALGUNOS SUPERCONDUCTORES IC-9 TABLA VIII. EL ESPECTRO ELECTROMAGNETICO IC-10 TABLA IX. FRECUENCIAS DE RADARES IC-12 TABLA X. CARACTERISTICAS DE SUELOS VARIOS Y SUPERFICIES ACUOSAS IC-13 BIBLIOGRAFIA DE LA I PARTE - EL CAMPO ELECTROMAGNETICO IC-14 LISTA DE SIMBOLOS IC-15
650 _aRADIACION ELECTROMAGNETICA
650 _aONDAS ELECTROMAGNETICAS
650 _aCAMPOS ELECTROMAGNETICOS
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