Electromagnetismo Aplicado
Description
Los siguientes apuntes del curso de electromagnetismo aplicado son una recopilación de mi material de clases, inspirado en ideas de diferentes libros de electrodinámica, y ejercicios preparados en conjunto con mis ayudantes del curso: Erik Sáez, Sebastián Manosalva, y Fernando San Martín. Quise realizar esta recopilación para dar a conocer a los y las estudiantes los tópicos de forma concisa y ordenada del curso además de presentar conceptos más modernos, con bibliografía actualizada y a nuestra realidad local de Latinoamérica y Chile. Los apuntes fueron pensados para futuros ingenieros, físicos y en particular para radio astrónomos.
El electromagnetismo aplicado es una ciencia que empezó con el telégrafo, radio antenas, aplicaciones de sistemas eléctricos en el hogar y un sin fin de instrumentos nuevos. El dominio y campo de esta ciencia ha estado limitado el electromagnetismo desarrollado por Maxwell y Heaviside, pero ahora este impulso es dado por la tecnología de materiales en materia condensada y superconductores, y otras aplicaciones como en satélites y arreglos de antenas, que en conjunto son los grandes desarrollos en tecnología liderados por ingenieros y astrónomos.
Este curso parte desde una sólida base en fenómenos eléctricos (ley de Coulomb y Gauss) y magnéticos (ley de Biot-Savart), y con una noción de las ecuaciones de Maxwell-Heaviside. Aquí ahondaremos en fenómenos variables en el tiempo y en el uso de la notación fasorial para campos armónicos. Por último visitaremos las aplicaciones de propagación de onda, tanto confinadas como libres, y la aplicación de antenas.
Los apuntes están estructurados en 5 capítulos: herramientas matemáticas en 1 campos y materiales en 2, ondas electromagnéticas planas y uniformes libres en 3, ondas electromagnéticas confinadas en 4, y antenas en 5.
Abstract (English)
The following lecture notes (only available in spanish), applied electromagnetism, are a collection of my own developed material, inspired from different electrodynamic books ideas, and exercises done alongside my teaching assistants: Erik Sáez, Sebastián Manosalva, and Fernando San Martín. I wanted to make this compilation to give the students a concise and ordered view of the topics of the course, and to introduce modern concepts, with updated bibliography and related to our local reality of Latin America and Chile. The notes were thought for future engineers, physicists and in particular for radio astronomers.
Applied electromagnetism is a science that started with telegraph, radio antennas, applications of electrical systems and a myriad of new instruments. This science domain has been limited to the electromagnetism developed by Maxwell and Heaviside, but now this impulse is given by the new technology of materials in condensed matter physics and superconductors, as well as other applications such as relativity in satellite telecommunications and antenna arrays at intercontinental scales (very long baselines), which together are great developments in technology led by engineers and astronomers.
This course starts from a solid base of electrostatic phenomena (Coulomb's law and Gauss's law) and magnetostatic phenomena (Biot-Savart's law), and with a basic notion of Maxwell-Heaviside equations. In this course we will delve into time-varying quantities, with emphasis in the use of phasor notation for harmonic fields. Finally, we will visit the applications of wave propagation in various media and interactions, both confined and in free space, and the application of antennas for the radiation/reception of electromagnetic waves. The course is divided in 5 chapters: mathematical tools, fields and materials, plane waves, confined waves, and antennas.
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- Translated title (English)
- Applied Electromagnetism