Lunes 25 de agosto
Presentación de la materia. Condición para cursar. Evaluaciones. Bibliografía. Contenidos de la materia.
Repaso de Física III y Electromagnetismo I.
Fuentes de los campos electromagnéticos: densidad de carga y densidad de corriente eléctrica. Densidades discretas y continuas. Promedio espacial (coarse graining). Conservación local de la carga eléctrica. Ecuación de continuidad.
Ecuaciones de Maxwell en el vacío. Monopolos magnéticos. Fuerza de Lorentz sobre una carga. Densidad volumétrica de fuerza de Lorentz sobre una distribución continua de cargas y corrientes.
Ecuaciones de Maxwell en la materia.
Polarización. Cargas ligadas debido a la polarización y cargas libres. Campo de desplazamiento eléctrico. Relación constitutiva de la polarización. Susceptibilidad eléctrica. Medios lineales: susceptibilidad independiente de los campos. Medios isótropos: susceptibilidad como escalar. Medios anisotrópicos: susceptibilidad como tensor. Fenómenos debido a la anisotropía. Medios homogéneos: susceptibilidad independiente de la posición. Permitividad eléctrica.
Magnetización.
Lunes 1 de septiembre
Seguimos con el repaso. Magnetización. Campo H. Relación constitutiva. Susceptibilidad magnética. Materiales lineales. Ejemplo de materiales no lineales: ferromagnetos, superconductores (efecto Meissner de expulsión del campo magnético). Densidad de corriente de magnetización y de polarización.
Ecuaciones de Maxwell en un medio material.
Conducción eléctrica. Ley de Ohm. Conductividad eléctrica. Órdenes de magnitud de sus valores. Modelo de Drude. Tiempo de colisión. Velocidad de deriva. Regimen estacionario. Cargas que originan el campo eléctrico en el interior del conductor y uniformizan la corriente. Campo eléctrico fuera del conductor. Calentamiento Joule.
Ejemplos de conducción no óhmica. Diodo de vacío/válvula termoiónica. Carga espacial. Comentarios sobre diodos de semiconductores. Comentarios sobre teoría de bandas: conductores, aislantes, semiconductores.
Miércoles 3 de septiembre
Fuerza electromotriz. Fuerza no electrostática responsable de la circulación de corriente en un conductor. Ejemplos: fuerzas de naturaleza química, mecánica, térmica, fotoeléctrica, electromagnética. Definición de fem. Análisis del campo electrostático en un circuito. Fuentes ideales (sin resistencia interna).
Inducción electromagnética. Experimentos de Faraday. Regla del flujo. Ley de Ampere. Teorema del flujo (Zangwill Cap. 14). Fem electromagnética y su relación con la derivada del flujo magnético. Corrientes filiformes. Casos más generales. Fem de movimiento. Fem estática.
Lunes 8 de septiembre
Problemas de inducción magnética. Repaso de la ley de Faraday. Regla del flujo.
Problema del solenoide con una corriente que varía lentamente en el tiempo. Aproximación cuasi-estática. Resolución mediante el uso de la ley de Faraday integral y diferencial.
Problema de la barra conductora moviéndose uniformemente en presencia de un campo magnético uniforme.
Miércoles 10 de septiembre
Problema del disco de Faraday. Distintos caminos para calcular la fem.
Problema de corrientes de Foucault
Ley de Ampere-Maxwell. Inconsistencia entre ley de Ampere y conservación de la carga en el regimen dinámico. Corriente de desplazamiento. Ejemplo de la corriente que termina en un punto de acumulación de carga.
Lunes 15 de septiembre
Corriente de desplazamiento. Ejemplo de la corriente que se interrumpe en un punto de acumulación de carga.
Regímenes cuasiestacionarios. Estimación del orden de magnitud de las derivadas temporales y espaciales.
Densidad de carga que varía lentamente en el tiempo en el vacío. Descomposición del campo eléctrico en campo de Coulomb y campo de Faraday. Estimación de los órdenes de magnitud de ambas componentes. Condición de variación lenta de la carga
Miércoles 17 de septiembre
Regímenes cuasi-estáticos en la materia. Densidad de carga libre. Relajación de la carga. Constante de tiempo de relajación. Valores para muy buenos conductores. Conflico con la ley de Ohm. Condiciones sobre la frecuencia para la validez del regimen cuasi-electrostático en dieléctricos o malos conductores.
Regimen cuasi-magnetostático en buenos conductores. Corrientes externa, de cargas libres (Ohm) y de desplazamiento. Órdenes de magnitud. Condición cuasi-estática para despreciar la corriente de desplazamiento. Comparación de la corrientes externa y de Ohm. Constante de tiempo magnético. Regimen en el cual el efecto de inducción sobre el campo magnético se puede despreciar y cuando domina.
Ecuación de difusión para los campos E y B.
Efecto Kelvin o pelicular para una corriente que varía en el tiempo. Longitud de penetración. Densidad de corriente no uniforme en el conductor.
Lunes 22 de septiembre
Repaso de la energía de los campos electrostáticos. Teorema de Poynting. Balance de energía electromagnética. Vector de Poynting. Interpretación como densidad de corriente de energía. Ecuación de continuidad de la energía electromagnética. Balance energético en un segmento de circuito óhmico.
Miércoles 24 de septiembre
Problemas de regímenes cuasi-estacionarios.
Solenoide con corriente que depende lentamente del tiempo, cálculo del campo magnético debido a la corriente de desplazamiento (ir más allá del regimen cuasimagnetostático). Adaptación del teorema de Poynting y cómo se adapta a los regímenes cuasi-estáticos.
Problema del capacitor que se carga con corriente senoidal.
Teoría: conservación del momento lineal. No conservación del momento lineal mecánico en un sistema de dos cargas.
Lunes 29 de septiembre
Problema del solenoide con corriente que varía lentamente en el tiempo.
Problema de capacitor que se descarga lentamente.
Problema del cable coaxial cargado superficialmente y por el cual circula una corriente.
Miércoles 1 de octubre
Momento lineal electromagnético. Ecuación de continuidad para el momento lineal. Tensor de Maxwell. Divergencia y flujo de un tensor.
Momento angular electromagnético. Ecuación de continuidad para el momento angular. Tensor M. Formulación integral del balanca de momento angular.
Lunes 6 de octubre
Problemas de momento lineal.
Miércoles 8 de octubre
Problema de momento lineal: dos placas cargadas paralelas infinitas que se mueven con velocidad v. Una de las placas se acerca a la otra.
Problemas de momento angular: solenoide con cilindro cargado en su interior. Por el solenoide circula una corriente que se apaga. Cálculo del momento angular electromagnético inicial, del torque mecánico y momento angular mecánico final.
Lunes 13 de octubre
Potenciales electromagnéticos. Transformación de gauge. Ecuaciones que satisfacen. Gauge de Coulomb. Gauge de Lorenz.
Miércoles 15 de octubre
Primer parcial: inducción electromagnética, corriente de desplazamiento, regímenes cuasi-estáticos, principios de conservación.
Lunes 20 de octubre
Potenciales retardados. Derivación heurística de los potenciales retardados. Ecuaciones de Jefimenko.
Lunes 27 de octubre
Potenciales de Liénard-Wiechert.