Teoria electromagnetica - Hayt

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Titulo: Teoria electromagnetica

Autor: Hayt

Formato: Pdf

Idioma: Español

Paginas: 607

Descripción:

Septima Edicion

El objetivo principal de este libro es presentar la teoria electromagnetica de una forma clara, interesante y facil de aprender. el tratamiento de las lineas de transmision se lleva a cabo por completo en el contexto de la teoria de circuitos; se presenta el tema del fenomeno ondulatorio y se utiliza exclusivamente en forma de voltajes y corrientes.

 

Capítulo 1

Análisis vectorial 1

1.1 Escalares y vectores 1

1.2 Álgebra vectorial 2

1.3 El sistema de coordenadas rectangular 4

1.4 Componentes vectoriales y vectores unitarios

1.5 El campo vectorial 8

1.6 El producto punto 9

1.7 El producto cruz 12

1.8 Otros sistemas de coordenadas: coordenadas cilíndricas circulares 14

1.9 El sistema de coordenadas esféricas 19 Lecturas complementarias 22 Problemas 23

Capítulo 2

Ley de Coulomb e intensidad de campo eléctrico 26

2.1 La ley experimental de Coulomb 27

2.2 Intensidad de campo eléctrico 30

2.3 Campo debido a una distribución continua de carga volumétrica 34

2.4 Campo de una línea de carga 37

2.5 Campo de una lámina de carga 43

2.6 Líneas de flujo y esquemas de campos 45 Lecturas complementarias 48 Problemas 48

Capítulo 3

Densidad de flujo eléctrico, ley de Gauss y divergencia 51

3.1 Densidad de flujo eléctrico 51

3.2 Ley de Gauss 55

3.3 Aplicación de la ley de Gauss: algunas distribuciones de carga simétricas 59

3.4 Aplicaciones de la ley de Gauss: elemento diferencial de volumen 64

5 3.5 Divergencia 67

3.6 Primera ecuación de Maxwell (electrostática) 70

3.7 El operador vectorial V y el teorema de la divergencia 72

Lecturas complementarias 75 Problemas 76

Capítulo 4

Energía y potencial 80

4.1 Energía para mover una carga puntual en un campo eléctrico 81

4.2 La integral de línea 82

4.3 Definición de diferencia de potencial y potencial 87

4.4 El campo de potencial de una carga puntual 89

4.5 El campo de potencial de un sistema de cargas: propiedad conservativa 91

4.6 Gradiente de potencial 95

4.7 El dipolo 101

4.8 Densidad de energía en el campo electrostático 106

Lecturas complementarias 110

Problemas 110

Capítulo 5

Corriente y conductores 114

5.1 Corriente y densidad de corriente 114

5.2 Continuidad de la corriente 116

5.3 Conductores metálicos 118

5.4 Propiedades de los conductores y condiciones de frontera 123

5.5 El método de las imágenes 128

5.6 Semiconductores 130 Lecturas complementarias 132 Problemas 132

Capítulo 6

Dieléctricos y capacitancia 136

6.1 Naturaleza de los materiales dieléctricos 137

6.2 Condiciones de frontera para materiales dieléctricos perfectos 143

6.3 Capacitancia 149

6.4 Varios ejemplos de capacitancia 152

6.5 Capacitancia de una línea de dos hilos 155

6.6 Utilización de mapas de campo para la estimación de la capacitancia en problemas bidimensionales 160

6.7 Analogía con corrientes 165 Lecturas complementarias 167 Problemas 167

Capítulo 7

Ecuaciones de Poisson y de Laplace 172

7.1 Deducción de las ecuaciones de Poisson y Laplace 173

7.2 Teorema de unicidad 175

7.3 Ejemplos de la solución de la ecuación de Laplace 177

7.4 Ejemplos de la solución de la ecuación de Poisson 184

7.5 Solución producto de la ecuación de Laplace 188

7.6 Resolución de la ecuación de Laplace por medio de la iteración numérica 196

Lecturas complementarias 202

Problemas 203

Capítulo 8

El campo magnético estable 210

8.1 Ley de Biot-Savart 210

8.2 Ley circuital de Ampère 218

8.3 El rotacional 225

8.4 Teorema de Stokes 232

8.5 Flujo magnético y densidad

de flujo magnético 237

8.6 Potenciales magnéticos escalares y vectoriales 240

8.7 Derivación de las leyes de campos magnéticos estables 247

Lecturas complementarias 253

Problemas 253

Capítulo 9

Fuerzas magnéticas, materiales e inductancia 259

9.1 Fuerza sobre una carga en movimiento 260

9.2 Fuerza sobre un elemento diferencial de corriente 261

9.3 Fuerza entre elementos diferenciales de corriente 265

9.4 Fuerza y torca sobre un circuito cerrado 267

9.5 La naturaleza de los materiales magnéticos 273

9.6 Magnetización y permeabilidad 276

9.7 Condiciones de frontera magnéticas 281

9.8 El circuito magnético 284

9.9 Energía potencial y fuerzas en materiales magnéticos 290

9.10 Inductancia e inductancia mutua 292

Lecturas complementarias 299

Problemas 299

Capítulo 10

Campos variantes con el tiempo y ecuaciones de Maxwell 306

10.1 Ley de Faraday 306

10.2 Corriente de desplazamiento 313

10.3 Ecuaciones de Maxwell en forma puntual

10.4 Ecuaciones de Maxwell en forma integral

10.5 Los potenciales retardados 321

Lecturas complementarias 325

Problemas 325

Capítulo 11

Líneas de transmisión 331

11.1 Descripción física de la propagación en las líneas de transmisión 332

11.2 Ecuaciones de la línea de transmisión 334

11.3 Propagación sin pérdidas 336

11.4 Propagación sin pérdidas de voltajes sinusoidales 339

11.5 Análisis complejo de señales sinusoidales 341

11.6 Ecuaciones de las líneas de transmisión y sus soluciones en forma fasorial 343

11.7 Propagación sin pérdidas y con bajas pérdidas 345

11.8 Caracterización de la transmisión de potencia y pérdidas 347

11.9 Reflexión de la onda en las discontinuidades 350

11.10 Relación de onda estacionaria de voltaje 353

11.11 Líneas de transmisión de longitud finita 357

11.12 Algunos ejemplos de la línea de transmisión 360

11.13 Métodos gráficos 364

11.14 Análisis de transitorios 375 Lecturas complementarias 388 Problemas 388

Capítulo 12

La onda plana uniforme 396

12.1 La propagación de la onda en el espacio libre 396

12.2 Propagación de ondas en dieléctricos 404

12.3 El teorema de Poynting y la potencia de las ondas 413

12.4 Propagación en buenos conductores: el efecto piel 416

12.5 Polarización de onda 423

Lecturas complementarias 430

Problemas 430

Capítulo 13

Reflexión de ondas planas y dispersión 434

13.1 Reflexión de ondas planas uniformes que inciden perpendicularmente 434

13.2 Razón de onda estacionaria 441

13.3 Reflexión de ondas sobre múltiples interfaces 445

13.4 Propagación de ondas planas en direcciones generales 453

13.5 Reflexión de ondas planas que inciden en ángulos oblicuos 456

13.6 Reflexión total y transmisión total de ondas incidentes oblicuas 462

13.7 Propagación de ondas en medios dispersivos 465

13.8 Ensanchamiento de pulsos en medios dispersivos 471

Lecturas complementarias 475

Problemas 476

Capítulo 14

Ondas guiadas y radiación 480

14.1 Campos en las líneas de transmisión y constantes fundamentales 481

14.2 Operación de la guía de onda básica 490

14.3 Análisis de las ondas planas en las guías de ondas de placas paralelas 494

14.4 Análisis de guías de placas paralelas utilizando la ecuación de onda 503

14.5 Guías de onda rectangulares 506

14.6 Guías de onda dieléctricas planas 511

14.7 Fibra óptica 517

14.8 Principios básicos de las antenas 527

Lecturas complementarias 537

Problemas 537

Apéndice A

Análisis vectorial 542

A.l Coordenadas curvilíneas generales 542

A.2 Divergencia, gradiente y rotacional en coordenadas generales curvilíneas 543 A.3 Identidades vectoriales 545

Apéndice B Unidades 546

Apéndice C

Constantes de materiales 551

Apéndice P

Orígenes de la permitividad compleja 554

Apéndice E

Respuestas a los problemas impares 561

Índice analítico 567

 

 

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