Física Universitaria 3: Electricidad y Magnetismo

Descripción

El electromagnetismo estudia una de las interacciones fundamentales de la naturaleza: la que ocurre entre las partículas que poseen carga eléctrica. Esta propiedad, tan esencial como la masa, determina cómo las partículas responden ante las fuerzas eléctricas y magnéticas. Así como los cuerpos con masa son afectados por la gravedad, los objetos cargados se aceleran bajo la influencia de campos eléctricos. Fenómenos cotidianos, como la descarga eléctrica al tocar una superficie metálica después de caminar sobre una alfombra, o las corrientes eléctricas presentes en un rayo o un televisor, son ejemplos directos del comportamiento de las cargas en movimiento. Incluso la estructura de la materia sólida depende de interacciones eléctricas que mantienen unidos a los átomos y evitan que los objetos se atraviesen entre sí. En este módulo se analiza la naturaleza de la carga eléctrica, su cuantización y el principio de conservación que la rige. También se estudian las interacciones electrostáticas, fundamentales en campos como la química, la biología y la ingeniería, las cuales se describen mediante la ley de Coulomb y se interpretan a través del concepto de campo eléctrico. Finalmente, se incorporan las cargas eléctricas en movimiento para comprender el magnetismo y la estrecha relación entre la electricidad y la luz, sentando así las bases del análisis moderno del electromagnetismo. Nota: Este curso está dirigido a estudiantes adultos, docentes y profesionales interesados en fortalecer su comprensión de los fenómenos eléctricos y magnéticos desde una perspectiva científica.

Lo que aprenderás

• Carga eléctrica. Estructura de la materia. Conductores y aislantes. Ley de Coulomb. Principio de superposición
• Aplicaciones Fuerza de Coulomb Campo eléctrico y cálculo del campo eléctrico de distribuciones discretas.
• Movimiento de cargas en campos eléctricos uniformes. Campo eléctrico de distribuciones continuas de Carga
• Aplicaciones Campos Electrostáticos. Flujo de campo eléctrico. Ley de Gauss.
• Aplicaciones ley de Gauss . Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Cálculos de potencial.
• Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Cálculos de potencial.
• Relación entre el potencial y el campo eléctrico. Conceptos de energía y de potencial. Capacitores y capacitancia. Cálculo de capacitancia en el vacío.
• Combinación de capacitores. Almacenamiento de energía. Capacitores con dieléctricos. Corriente eléctrica. Densidad de corriente. Resistencia y resistividad. Ley
• Circuitos de corriente Continua. Leyes de Kirchhoff. Circuitos RC Campo magnético.
• Fuerza magnéticasobre cargas móviles. Aplicaciones Fuerza Magnética sobre cargas móviles.
• Fuerza magnética sobre conductoresde corriente. Fuerza y momento de torsión sobre espiras. Fuentes de campos Magnéticos
• Fuerza magnética sobre conductoresde corriente. Fuerza y momento de torsión sobre espiras. Fuentes de campos Magnéticos
• Ley deBiot- Savart Fuerza magnética entre alambres conductores paralelos
• Cálculos de campos magnéticos producido por alambres, espiras y solenoides y toroides. Ley de Ampere. Aplicaciones.
• Flujo Magnético. Ley de Gauss del magnetismo. Ley de Faraday. Inducción magnética
• Ley de Lenz. Fuerza electromotriz

Requisitos

• Conocimientos matemáticos
• Habilidad para aplicar conceptos de cálculo diferencial e integral
• Haber completado con éxito un curso de física introductoria, que puede incluir conceptos fundamentales de mecánica y electricidad.
• Conocimiento básico de conceptos de física, como fuerza, energía y electricidad, es beneficioso para comprender mejor los temas de electricidad y magnetismo
• La capacidad para trabajar de manera independiente, resolver problemas y aplicar conceptos teóricos a situaciones prácticas es importante en cursos de física.