Nota de importancia: Las notificaciones de máxima urgencia aparecerán aquí.
1. IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA.
2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA.
- Materiales eléctricos, aislantes o dieléctricos, polarización, condiciones de frontera y capacitores.
3. OBJETIVOS:
§ Generales: La finalidad principal del curso es que los estudiantes sean capaces de analizar y entender las bases teóricas de los fenómenos electrostáticos con los que se explica el funcionamiento de elementos, dispositivos y avances de la ingeniería eléctrica, electrónica y de comunicaciones; incentivando al mismo tiempo la capacidad de análisis, curiosidad científica, manejo de tecnologías, pensamiento creativo, trabajo en equipo y ética.
§ Específicos: Al finalizar el curso, los estudiantes serán capaces de:
- - Estudiar las ecuaciones de Maxwell electrostáticas.
4. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA.
- Aplicar las definiciones y las leyes básicas de Electrostática en la materia en forma eficaz y eficiente, con capacidad de análisis, pensamiento creativo, manejo de tecnologías, capacidad de trabajo en equipo y ética.
- - Distinguir los diferentes tipos de materiales eléctricos de acuerdo a su comportamiento, con capacidad de análisis, pensamiento creativo, curiosidad científica, capacidad de trabajo en equipo y ética.
- - Analizar los fenómenos de acumulación de energía electrostática por medio de los cuales se explica el funcionamiento de capacitores, con curiosidad científica, curiosidad científica, manejo de tecnologías, capacidad de trabajo en equipo y ética.
- Definir los operadores diferenciales usados en electromagnetismo y entender su significado físico y su uso en electromagnetismo de acuerdo a las leyes estudiadas, con capacidad de análisis.
Teoría Electromagnética I es un curso fundamental para las carreras de Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica Ingeniería de Control e Ingeniería de Telecomunicaciones, que sirve de base para asignaturas de la especialidad en las áreas de Conversión de Energía, Líneas de transmisión, Telecomunicaciones y otras aplicaciones industriales. El curso se divide en tres grandes partes principales, que son los Fundamentos Matemáticos, los Campos Electrostáticos y los Materiales Eléctricos, dentro de las cuales se exponen y analizan los conocimientos referentes a:
- La definición de los operadores diferenciales y su uso en las ecuaciones de Maxwell en forma puntual
- El cálculo de campos eléctricos y sus efectos (fuerzas) sobre las cargas.
- El cálculo de potenciales eléctricos en los materiales haciendo énfasis en la polarización de los dieléctricos
- El estudio de los fenómenos de almacenamiento de energía electrostática y formación de capacitancias.
- Las ecuaciones de Maxwell electrostáticas y su importancia para desarrollar la teoría de las ondas electromagnéticas.
- El análisis de formación de la corriente eléctrica, la conservación de la misma y la Ley de Ohm.
h.t.= horas de teoría h.p. = horas de práctica teórica
(O) = temas opcionales
5. EVALUACIÓN SUGERIDA.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
Bibliografía primaria:
- CÁRDENAS, DORINDO ELAM. 2021. “Apuntes de Teoría Electromagnética; con explicaciones y notas de clase – Volumen 1 - Electrostática”, Ind. Pub. Amazon ISBN-13: 979-8450031538
- SADIKU, MATTHEW. 2003. “Elementos de Electromagnetismo”, Oxford.
- HYAT, WILLIAM. 2012. “Teoría Electromagnética”, McGrawHill.
- DUBROFT, R.E.; MARSHALL, S.V.; SKITEK G.G. et al. 1997. “Electromagnetismo: Conceptos y Aplicaciones”, Prentice Hall.
- CHENG, DAVID. 1998. “Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería”, Pearson Education.
- ZAHN, MARKUS. 1991. “Teoría Electromagnética”, McGrawHill.
- REITZ, J.R.; MILDFORD, F.J.; CHRISTY, R.W. 1996. “Fundamentos de la Teoría Electromagnética”, Adison Wesley Iberoamericana.
Bibliografía secundaria, de aplicaciones e investigación:
- EDMINISTER, JOSEPH. 1995. “Electromagnetismo”, McGrawHill - Schaum.
- ULABY, FAWWAZ. 2007. “Fundamentos de Aplicaciones en Electromagnetismo”, Pearson Education.
- CÁRDENAS, DORINDO ELAM. 2012. “El Recalentamiento Eléctrico por Termoconducción. Una perspectiva fisicoquímica del calentamiento eléctrico”; Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquía, Vol. 64, 2012. pp 57-67, ISSN 0120-6230, vínculo en línea: https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=43025083005
- CÁRDENAS, DORINDO ELAM. 2015. “True Calculus of the Warming in Electric Wires in Low Voltage: A Design Correction”, IEEE Latin America Transactions, Vol. 13-1, 2015, pp 172-180, ISI, ISSN 1548-0992, (DOI: 10.1109/TLA.2015.7040645), vínculo en línea: https://ieeexplore.ieee.org/document/7040645
- CÁRDENAS, DORINDO ELAM. 2018 “ “Phantom Impedances” as an Option to Solve 3D Symmetrical Circuit Arrangements”, IEEE Latin America Transactions, Vol. 16-1, 2018, pp 155-162, ISI, ISSN 1548-0992, (DOI: 10.1109/TLA.2018.8291468), vínculo en línea: https://ieeexplore.ieee.org/document/8291468
- PORTUGAL, SHERLIE. 2017 “Functional relationship between material property, applied frequency and ozone generation for surface dielectric barrier discharges in atmospheric air”, Scientific Reports, Vol. 7, 6388 (2017) (DOI: doi.org/10.1038/s41598-017-06038-w), vínculo en línea: https://www.nature.com/articles/s41598-017-06038-w
Descargue su plan de Teoría Electromagnética I - 0864, en el siguiente enlace:
Euler y el modelado multidimensional (creación de dimensiones):
Sistemas coordenados - parte 1 - cartesianas
Sistemas coordenados - parte 2 - cilíndricas
Sistemas coordenados - parte 3 - esféricas
SUGERENCIA DEL PROFESOR: Visitar la web siguiente mientras esté en existencia, contiene información que les puede ayudar con la parte matemática del curso.
http://matematicasievg.files.wordpress.com/2012/03/manualdeformulasytablasmatematicas-murrayspiegel-110428154730-phpapp02.pdf
FECHA DE PRESENTACION: Por decidir. EN LAB. ERDI - EDIFICIO DE LABORATORIOS DE INVESTIGACIÓN.
REGLAMENTACIÓN GENERAL DEL CONCURSO DE ACUMULADORES DE CARGA – TEM I
1. Su proyecto debe haber sido diseñado y elaborado completamente en Panamá. NO puede utilizar componentes electrónicos de fábricas, esto incluye celdas o componentes de celdas de acumulación de carga de ningún tipo. El diseño y armado de su acumulador debe haber sido realizado por los estudiantes miembros de cada grupo de concurso. Debe conservar todas las evidencias del diseño y armado (fotos – videos), en caso de que se le soliciten.
2. Queda prohibido cualquier tipo de “acuerdo”, “componenda”, “arreglo” o cualquiera otra metodología de organización o pre-decisión de resultados finales entre dos o más grupos de proyecto, lo cual vicia el concurso y lo hace ilegal. Los grupos que caigan en esta práctica serán inmediatamente eliminados del concurso sin derecho a la recuperación de su nota por ningún otro medio, dada su participación ya de facto en el concurso. Se podrá solicitar a cualquier grupo probar su proyecto a una capacidad superior a la declarada como muestra de que su proyecto realmente ha llegado a su máxima capacidad (la declarada para sus puntos obtenidos) en cualquier momento de la competencia, y su proyecto debe funcionar sin superar de forma evidente (10%) su capacidad declarada. La negativa a esta prueba se tomará como evidencia de mala práctica (incluyendo alegatos técnicos de no funcionamiento dado que su proyecto debe funcionar fiablemente durante todo el concurso)
3. Su acumulador tiene unos requisitos mínimos para ser considerado “apto para competir”. Si el dispositivo no supera estos requisitos mínimos, no será considerado apto, por lo cual su puntaje será nulo (aunque el dispositivo funcione).
4. Los requisitos mínimos para obtener la clasificación de “apto” son los siguientes en todos los casos:
4.1. El acumulador tendrá un voltaje nominal de 5 voltios. Este se considerará completamente cargado cuando se encuentre al 110% de su voltaje nominal (5.5 V) y descargado cuando esté al 90% de su voltaje nominal (4.5 V).
4.2. En ningún caso el acumulador excederá los 6 V o será descalificado. Cuando el acumulador decaiga en su voltaje por debajo de los 4.0 V bajo cualquier prueba, se considerará fuera de la competencia para el intento en que caiga en esta condición.
4.3. El acumulador será probado de dos formas:
4.3.1. Primero debe superar como mínimo el alimentar una carga de 1 ohm por un tiempo equivalente a 1 minuto por cada 5% (o resto-fracción adicional de 5%) del valor en nota final de su asignatura que se haya asignado en su evaluación. En ningún momento de esta prueba, su acumulador debe caer por debajo de la mitad del voltaje en el que se considera descargado. Si su acumulador luego de el tiempo mínimo de prueba aún continúa “cargado”, lo puede dejar en prueba para acreditarse mayor puntaje, hasta el momento en que llegue al voltaje de “descargado” o el momento que usted considere conveniente para pasar a la siguiente prueba, la cual también requiere de carga. Si su acumulador al final de esta prueba tiene menos de 4.0 V, será descalificado.
4.3.2. Su acumulador será sometido a prueba de corto circuito y se medirá la corriente de corto circuito de su acumulador.
Luego de las pruebas su acumulador debe ser marcado como probado por el profesor.
5. Todos los equipos tendrán hasta 3 intentos sucesivos para su prueba (si desea los 3 intentos, debe traer 3 acumuladores preparados para ello). Se tomará el mejor resultado de los 3 intentos, pero en todo caso para uno solo de los acumuladores probados. El lapso para acomodar el equipo para el siguiente intento será de un máximo de 2 minutos para la preparación.
6. El ganador de la competencia se definirá inicialmente en función de la siguiente ecuación de puntaje asignado al acumulador:
6.1. PA=t*0.4+Icc*0.6
Donde PA: Puntaje del acumulador
t: tiempo de descarga
Icc: corriente de corto circuito
El acumulador que tenga el mayor PA será el ganador
7. Si existen varios grupos con el mismo PA, todos los grupos en esta condición irán a la siguiente fase de competencia que es la fase de desempate.
8. FASE DE DESEMPATE: Se tendrá 1 intento adicional por cada grupo que haya entrado a esta fase. La decisión del orden de participación será a la suerte en caso de discrepancia de los grupos por establecer entre ellos un orden para ejecutar su intento adicional. En este intento, se medirá con el acumulador ya probado (en caso de tener varios, cualquiera que el grupo elija pero que haya sido marcado como probado), y será sometido nuevamente a corto circuito, pero se medirán ambas cosas, corriente y tiempo. El puntaje de desempate se definirá con la siguiente ecuación de puntaje asignado al acumulador:
8.1. PD=Tcc*0.5+Icc*0.5
Donde PD: Puntaje de desempate del acumulador
Tcc: tiempo de corto circuito
Icc: corriente de corto circuito
El acumulador que tenga el mayor PD será el ganador final definitivo. El acápite 4.2 continúa con vigencia para esta prueba. Si todos los equipos son descalificados por este acápite, ganará la competencia el acumulador que mayor voltaje haya retenido.
NOTA ADICIONAL DE IMPORTANCIA: En las pruebas de los acumuladores, podrían generarse altas temperaturas en los elementos por donde pasan las corrientes, así como gases producto de las interacciones físico-químicas dependientes del tipo de acumulador que usted haga; por lo cual será exigido que realice toda prueba en un lugar ventilado y sin materiales combustibles a su alrededor, que use guantes de protección mecánica-térmica (cuero o similar) y que utilice una mascarilla si se encuentra directamente en contacto con el acumulador a ser probado. Debe tener también un medio de extinción cercano. Sea cuidadoso, sobre todo al momento de sus pruebas.
NO SE ACEPTARÁN ACUMULADORES PRESENTADOS EN VASIJAS ABIERTAS DE LAS CUALES EMANEN GASES O LÍQUIDOS SUBPRODUCTO DE LA ACTIVIDAD DE LOS ACUMULADORES.