“El análisis vectorial en electromagnetismo”

INGENIERÍA ELECTROMAGNÉTICA I

Semana 1 Teoría 1

Tema

“El análisis vectorial en electromagnetismo”

¿Qué es el Electromagnetismo?

Es la rama de la Física o ingeniería eléctrica y/o electrónica que estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos, generados por las cargas eléctricas.

Principales aplicaciones del electromagnetismo:

Microondas, Antenas, Maquinaria eléctrica, comunicaciones satelitales, bioelectromagnetismo, plasmas, investigación nuclear, fibra óptica, interferencia y compatibilidad electromagnética, conversión de energía electromecánica, meteorología por radar, detección remota.

Campos electromagnéticos se emplean en calentadores por inducción, para operaciones de fundición, forja, temple, endurecimiento de superficie y soldadura.

En equipos dieléctricos de calefacción se utilizan ondas cortas para unir o sellar finas hojas de materiales plásticos.

La energía electromagnética ofrece múltiples posibilidades novedosas e interesantes en la agricultura, utilizándose por ejemplo para modificar el sabor de ciertos vegetales reduciendo su acidez.

En Medicina por ejemplo se utiliza la potencia electromagnética para calentar tejidos profundos (en forma de ondas cortas o microondas) y estimular ciertas reacciones fisiológicas a fin de aliviar algunas condiciones patológicas.

Entre los dispositivos electromagnéticos se cuentan los transformadores, relevadores eléctricos, radios, televisores, teléfonos fijos, celulares, motores eléctricos, líneas de transmisión, guías de onda, antenas, fibra óptica, radares, rayos laser, etc.

El diseño de estos dispositivos implica un conocimiento detallado de las leyes y los principios del electromagnetismo.

Las Ecuaciones de Maxwell:[pic 1][pic 2][pic 3]

ANÁLISIS VECTORIAL:

El análisis vectorial es la herramienta matemática más práctica para expresar y comprender los conceptos electromagnéticos, por lo que es necesario conocer bien sus reglas y técnicas, razón por la cual repasaremos rápidamente sus conceptos más importantes en coordenadas cartesianas, cilíndricas y esféricas.

Escalares y Vectores:

Escalar.- Es una cantidad que solo posee magnitud; por ejemplo: tiempo, masa, distancia, temperatura, potencial eléctrico, etc.

Vector.- Es una cantidad que posee magnitud, dirección y sentido; por ejemplo: Velocidad, fuerza, desplazamiento, intensidad de campo eléctrico, etc.

Campo.- Es la distribución espacial de una cantidad física, la cual puede o no ser función del tiempo.

Es aquella región del espacio donde acontecen fenómenos físicos, químicos y biológicos, cuya interacción puede tener implicaciones cuánticas.

Ejercicios:

1.- Escriba tres (3) ejemplos de campos escalares:        (3 Ptp)

2.- Escriba tres ejemplos de campos vectoriales:        (3 Pts)

3.- Escriba dos campos en el cual simultáneamente esté presente un escalar y u vector.  (4 Pts)

4.- ¿Qué es un vector unitario? Desarrolle un ejemplo.        (4 Pts)

5.- Aparte de las aplicaciones mencionadas del electromagnetismo, escriba dos (2) nuevas aplicaciones que en su concepto existen o que se deberían de inventar.          (3Pts)

6.- Haga un breve comentario sobre el MagLev.        (3 Pts). 

Adición y sustracción de vectores:[pic 4][pic 5]

Sean los vectores:                                     y                                   

[pic 6]

Adición:        

[pic 7][pic 8][pic 9]

Sustracción:                                                                                [pic 10]

[pic 11]

Propiedades:                                                                

        [pic 12]

Vector de Posición o Radio Vector:

Se denomina Radio Vector (o Radio Vector), es el vector que partiendo del origen se dirige ak punto “p”; es decir:

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