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Electromagnetismo

Electrostática, magnetostática, inducción y dieléctricos, con el desarrollo completo de cada resultado.

Electrostática

Cargas, hilos, planos y esferas. Campo, potencial, energía y Gauss.

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Magnetostática (Biot-Savart)

B de hilos, espiras, arcos, solenoides y toroides.

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Dieléctricos y condensadores

Planos, cilíndricos y esféricos con capas de dieléctrico: capacidad, energía, D, P y polarización.

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Autoinducción e inducción mutua

L de solenoides, toroides y coaxiales, M entre circuitos, energía magnética y circuito RL.

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Inducción: Faraday y Lenz

Fem inducida en una barra, un alternador, un flujo que cambia y una espira que cruza un campo, con el sentido de Lenz.

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Fuerza magnética

Fuerza de Lorentz con vectores, radio y periodo de una carga, selector de velocidades, espectrómetro, ciclotrón y fuerzas sobre hilos, con animación.

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Ondas electromagnéticas planas

λ, k, ω, el campo B y su dirección, E(r, t) y B(r, t), polarización, ley de Malus con polarizadores, intensidad, vector de Poynting con su balance de energía y profundidad de penetración.

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Reflexión y transmisión (Fresnel)

Incidencia normal y oblicua, ángulo de Brewster y reflexión total.

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Ecuación de Laplace numérica

Potencial en una caja con los bordes y un electrodo fijados, por relajación (Jacobi, Gauss-Seidel o SOR), con mapa de color, equipotenciales y campo.

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Método de las imágenes

Carga frente a un plano o una esfera conductora: cargas imagen, fuerza, carga inducida, potencial y campo, con las líneas de campo.

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Líneas de transmisión y carta de Smith

Coeficiente de reflexión, ROE y ondas estacionarias de una línea con carga, la carta de Smith dibujada y la adaptación con stub o transformador λ/4.

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Guías de onda

Modos TE y TM de una guía rectangular: frecuencia de corte, β, λg, velocidades, impedancia y banda monomodo, con el campo del modo.

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Ecuaciones de Maxwell

Las cuatro ecuaciones en forma integral y diferencial, con una calculadora para cada una (Gauss, Faraday, Ampère–Maxwell y la velocidad de la luz) y enlaces a los simuladores.

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Antena dipolo y radiación

Diagrama de radiación polar, potencia radiada, resistencia de radiación, directividad y campo de un dipolo corto, de media onda o de cualquier longitud.

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Cavidades resonantes

Cavidades rectangulares, cilíndricas y esféricas: frecuencia de resonancia de cada modo TE y TM, factor de calidad Q, ancho de banda y mapa del campo.

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En la vida real

Fenómenos que se explican con Electromagnetismo, paso a paso. Ver todos →

El Fuego de San TelmoPor qué brillan las puntas de los mástiles en una tormenta: efecto punta y descarga corona. La chispa al tocar el pomoEl cuerpo como condensador: unos 150 pF a 10 kV y su descarga en nanosegundos. La jaula de FaradayPor qué no pasa nada dentro de un coche alcanzado por un rayo y no hay cobertura en el ascensor. La rejilla del microondasOndas de 12 cm que no pasan por agujeros de milímetros, y cómo calientan el agua. La línea de alta tensión y el sueloEl cable y el suelo forman un condensador: por qué se enciende un fluorescente debajo. El rayoLa nube y el suelo como un condensador gigante: energía, corriente y duración. Las auroras borealesElectrones del viento solar que giran en hélice alrededor del campo de la Tierra. El altavoz y el motor eléctricoFuerza sobre un hilo con corriente y par sobre una bobina. La cocina de inducciónCorrientes inducidas que calientan la sartén sin llama, y el imán que cae despacio por un tubo de cobre. El cargador inalámbricoInducción mutua entre dos bobinas: la ley de Faraday carga el móvil sin cable. La tensión de pasoPor qué es peligroso acercarse a un cable caído o a un árbol alcanzado por un rayo. Por qué el cielo es azulDispersión de Rayleigh: el azul se dispersa unas 6 veces más que el rojo. El arcoírisRefracción y reflexión en una gota: por qué sale a 42° y con colores. La radio AM y FMCómo viaja el sonido por el aire y cómo elige tu radio una emisora: modulación AM y FM y circuito resonante. El detector de metalesUna bobina, corrientes de Foucault y un eco: cómo encuentra una moneda enterrada y por qué la señal cae tan deprisa con la profundidad. La resonancia magnéticaUn imán de 1,5 T y ondas de radio de 63,9 MHz: por qué los protones del agua dejan ver el interior del cuerpo. El freno magnético y el tren de levitaciónUn metal que se mueve en un campo se frena solo: corrientes de Foucault, ley de Lenz y el tren que flota sobre el carril. El transformador del posteDos bobinas y un núcleo de hierro bajan 20 000 V a 400 V; por qué solo vale con alterna y por qué zumba a 100 Hz. La fibra ópticaPor qué la luz no se sale de un hilo de vidrio: ángulo crítico de 80,6°, reflexión total y 0,2 dB/km. La pantalla táctilEl dedo y un electrodo forman un condensador de unos 2,2 pF: así sabe el móvil dónde tocas, y por qué no funcionan los guantes.

Otras asignaturas: Física generalQuímicaMatemáticasEstadísticaCircuitosEconomía

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