Electromagnetismo y Circuitos Electricos

de Fraile

Editorial: Mcgraw - Hill InteramericanaI.S.B.N : 8448198433 Clasificación:Textos » Universitarios » Tecnologia - IngenieriaDisponibilidad: Salida del depósito en 72 horas hábilesPublicación:16/02/2006| Idioma:Español

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Sinopsis:La excelente acogida que se ha venido dispensando a las tres primeras ediciones de esta obra que recibió, en el Curso 1992-93, el Premio de la Universidad Politécnica de Madrid al mejor libro de texto escrito por un profesor de la UPM ha servido de estímulo para preparar esta nueva versión.

Dirigido a los estudiantes de Ingeniería, es el texto ideal para un curso de electromagnetismo y circuitos eléctricos, como preludio a una asignatura de Electrotecnia, materia que se incluye en la mayoría de los Planes de Estudio que se imparten en las diversas Escuelas Técnicas de Ingeniería Superior e Ingeniería Técnica.

A lo largo del texto se presentan gran cantidad de ejemplos de aplicación totalmente resueltos y en cada capítulo se incluyen de treinta a sesenta problemas propuestos, en los que únicamente se da la respuesta final, lo que supone un total de más de cuatrocientos problemas que facilitan el autoaprendizaje del alumno. El libro contiene numerosos comentarios prácticos y anécdotas diversas, que son puntos sugerentes de reflexión, que incentivan la lectura del texto. Asimismo, al final de cada capítulo, se han escrito las biografías de científicos e ingenieros, que contribuyeron con sus teorías al avance de estas disciplinas y a los que la humanidad les debe por ello respeto y gratitud. Una de las novedades de esta edición es que se incluye un apéndice dedicado a la historia del electromagnetismo y los circuitos eléctricos, que consideramos de interés para que los estudiantes conozcan la evolución de esta tecnología, y completen de este modo su necesaria formación humanística.

Indice de contenidos de este libro





Acerca del autor

Prólogo

Al estudiante

Agradecimientos



Capítulo 1. Leyes generales del campo electromagnético

1.1.   Introducción

1.2.   Definición de magnitudes fundamentales

1.2.1. Densidad de carga (símbolo)

1.2.2. Campo eléctrico E

1.2.3. Densidad de corriente J

1.2.4. Desplazamiento eléctrico D, polarización P, permitividad (epsilon)

1.2.5. Inducción magnética B

1.2.6. Campo magnético H, imanación M, permeabilidad (mu)

1.3.   Ley de conservación de la carga

Ecuación de continuidad

1.4.   El campo electromagnético

Fuerza de Lorentz

Ecuaciones de Maxwell

1.5.   Caracterización de los medios

1.6.   ......
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Indice de contenidos de este libro

Acerca del autor

Prólogo

Al estudiante

Agradecimientos

Capítulo 1. Leyes generales del campo electromagnético

1.1. Introducción

1.2. Definición de magnitudes fundamentales

1.2.1. Densidad de carga (símbolo)

1.2.2. Campo eléctrico E

1.2.3. Densidad de corriente J

1.2.4. Desplazamiento eléctrico D, polarización P, permitividad (epsilon)

1.2.5. Inducción magnética B

1.2.6. Campo magnético H, imanación M, permeabilidad (mu)

1.3. Ley de conservación de la carga

Ecuación de continuidad

1.4. El campo electromagnético

Fuerza de Lorentz

Ecuaciones de Maxwell

1.5. Caracterización de los medios

1.6. Interpretación física de las ecuaciones de Maxwell

1.6.1. Ecuación div D=(símbolo)

Ley de Gauss

1.6.2. Ecuación div B=0

Carácter solenoidal del campo magnético

1.6.3. Ecuación rot H=J(fórmula)

Ley de Ampére-Maxwell

1.6.4. Ecuación rot E=(fórmula)

Ley de Faraday

1.7. Condiciones de contorno

1.7.1. Componentes normales

1.7.2. Componentes tangenciales

1.7.3. Condiciones de contorno para materiales dieléctricos y magnéticos

1.7.4. Condiciones de contorno en buenos conductores

Problemas

Biografías

Bibliografía

Capítulo 2. Divisones del Electromagnetismo

2.1. Introducción

2.2. Electrostática

2.2.1. Campo electrostático y potencial escalar

2.2.2. Capacidad y condensadores

2.3. Resistencia eléctrica

2.4. Electrocinética

Generadores de fuerza electromotriz

2.5. Magnetostática

2.5.1. Campo magnético, inducción y potencial vector

2.5.2. Inductancia: coeficientes de autoinducción e inducción mutua

2.6. Campos electromagnéticos variables

2.6.1. Corriente de desplazamiento y campo magnético

2.6.2. Ley de Faraday

Voltaje y diferencia de potencial

2.6.3. F.e.m.s. de autoinducción e inducción mutua

Convenio de punto

2.6.4. Ondas electromagnéticas

2.6.5. Potenciales retardados

Campos cuasiestacionarios

2.7. Balance energético en el campo electromagnético

2.7.1. Potencia disipada en un elemento ohmico

Ley de Joule

2.7.2. Energía almacenada en campo eléctrico

2.7.3. Energía almacenada en el campo magnético

2.7.4. Teoría de Poynting

2.8. Apéndice: Relatividad y Ecuaciones de Maxwell

2.8.1. Sistemas de referencia

Transformación galileana

2.8.2. Transformación de Lorentz

2.8.3. La naturaleza relativa de los campos eléctricos y magnéticos

Problemas

Biografías

Bibliografía

Capítulo 3. Introducción a la Teoría de los circuitos eléctricos

3.1. Introducción

3.2. Variables que intervienen en el estudio de los circuitos eléctricos

Convenio de signos

3.2.1. Corriente eléctrica

3.2.2. Tensión

Diferencia de potencial

3.2.3. Potencia eléctrica

3.3. Elementos activos ideales

Fuentes o generadores

3.4. Tipos de excitación y formas de onda

3.4.1. Clasificación de ondas

3.4.2. Ondas periódicas

Valores asociados

3.5. Elementos pasivos

3.5.1. Resistencia

3.5.2. Bobina

Inductancia

3.5.3. Condensador

3.6. Impedancia y admitancia operacional

3.7. Topología de redes: conceptos fundamentales

3.7.1. Definiciones

3.7.2. Propiedades

3.8. Lemas de Kirchhoff

3.8.1. Primer Lema de Kirchhoff

3.8.2. Segundo Lema de Kirchhoff

3.8.3. Elección de las ecuaciones independientes para la aplicación de los Lemas de Kirchhoff

3.9. Elementos activos reales

3.10. Asociación y transformación de fuentes

3.11. Asociación de elementos pasivos

3.11.1. Conexión serie

3.11.2. Conexión en paralelo

3.11.3. Equivalencia estrella-triángulo

Teorema de Kermelly

3.12. Análisis de circuitos por el método de las mallas

3.12.1. Método de las mallas: formulación general

3.12.2. Método de las mallas con generadores de corriente

3.13. Análisis de circuitos por el método de los nudos

3.13.1. Formulación general

3.13.2. Método de los nudos con generadores de tensión

3.14. Principio de superposición

3.15. Teoremas de Thévenin y Norton

3.16. Otros teoremas de circuitos

3.16.1. Teorema de sustitución

3.16.2. Teorema de reciprocidad

3.16.3. Teorema de Millman

3.16.4. Teorema de Tellegen

3.17. Cuadripolos

Problemas

Biografías

Bibliografía

Capítulo 4. Circuitos de corriente alterna sinusoidal

4.1. Introducción

4.2. Onda sinusoidal: generación y valores asociados

4.3. Representación compleja de una magnitud sinusoidal

4.4. Derivada e integral de una magnitud sinusoidal

4.5. El dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia

4.6. Respuesta sinusoidal de los elementos pasivos

4.7. Impedancia y admitancia compleja

4.8. Análisis de circuitos en régimen permanente sinusoidal

4.8.1. Generalidades

4.8.2. Asociación de elementos pasivos

4.8.3. Método de las corrientes de malla

4.8.4. Método de las tensiones de nudo

4.8.5. Principio de superposición

4.8.6. Teoremas de Thévenin y Norton

4.9. Potencia en un circuito eléctrico en régimen de corriente alterna sinusoidal

4.10. Potencia compleja

4.11. Factor de potencia: su importancia práctica

4.12. Corrección del factor de potencia

4.13. Medida de la potencia en C.A.

4.14. Transferencia máxima de potencia

4.15. Resonancia en C.A. y filtros

4.16. Apéndice: circuitos eléctricos con señales no sinusoidales

Problemas

Biografías

Bibliografía

Capítulo 5. Circuitos trifásicos

5.1. Introducción

5.2. Generación de tensiones trifásicas

5.3. Conexión en estrella equilibrada

5.4. Conexión en triángulo equilibrado

5.5. Cargas desequilibradas

5.5.1. Cargas desequilibradas conectadas en estrella

5.5.2. Cargas desequilibradas conectadas en triángulo

5.6. Potencia en sistemas trifásicos

5.6.1. Generalidades

5.6.2. Potencias en sistemas trifásicos equilibrados

5.7. Corrección del factor de potencia en trifásica

5.8. Medida de la potencia en sistemas tritásicos

5.8.1. Generalidades

5.8.2. Medida de la potencia en circuitos equilibrados

5.9. Transporte de energía eléctrica: ventaja de los sitemas trifásicos frente a los

monofásicos

5.10. Componentes simétricas

5.10.1. Generalidades

5.10.2. El operador trifásico "a"

5.10.3. Componentes simétricas de fasores desequilibrados

5.10.4. Impedancias debidas a las corrientes de diferente secuencia

5.10.5. Redes de secuencia

5.10.6. Cálculo de faltas en sistemas de potencia

Problemas

Biografías

Bibliografía

Capítulo 6. Régimen transitorio de los circuitos eléctricos

6.1. Introducción

6.2. La respuesta completa de una red lineal

6.3. Condiciones iniciales de los elementos

6.3.1. Resistencia

6.3.2. Inductancia

6.3.3. Capacidad

6.4. Análisis clásico de transitorios en sistemas de primer orden

6.4.1. Respuesta transitoria de un circuito R-L

6.4.2. Respuesta transitoria de un circuito R-C

6.5. Solución sistemática de redes de primer orden

6.6. Análisis clásico de transitorios en sistemas de segundo orden

6.6.1. Respuesta transitoria de un circuito R-L-C

6.7. Transformada de Laplace

6.8. Aplicaciones de la transformada de Laplace en el estudio de transitorios de circuitos

eléctricos

6.8.1. Respuestas de los elementos pasivos simples en el planos

6.9. Análisis de circuitos eléctricos por variables de estado

6.9.1. El concepto de estado

6.9.2. Planteamiento sistemático de las ecuaciones de estado

6.9.3. Solución de las ecuaciones de estado por la transformada de Laplace

Problemas

Biografías

Bibliografía

Apéndice 1. Electromagnetismo, y circuitos eléctricos

Revisión histórica

1. Electromagnetismo

1.1. Los inicios de la electricidad y el magnetismo

1.2. La pila eléctrica

Experimentos de electrólisis

1.3. El Electromagnetismo

1.4. La Ley de Olun

1.5. La Ley de inducción de Faraday

1.6. Contribuciones matemáticas al magnetismo

1.7. La teoría de los campos electromagnéticos de Maxwell

1.8. Hertz y el descubrimiento de las ondas electromagnéticas

19. La telegrafía sin hilos y el inicio de la radio

1.10. El progreso de la electrónica y las comunicaciones

2. Circuitos eléctricos

2.1. Ley de Ohm y Lemas de Kirchhoff

2.2. Algunos teoremas de los circuitos eléctricos

2.3. Circuitos de corriente alterna. El cálculo simbólico

2.4. La potencia en corriente alterna

2.5. Los sistemas polifásicos y el método de las componentes simétricas

2.6. El cálculo operacional de Heaviside

2.7. Los filtros eléctricos. La síntesis de los circuitos eléctricos

2.8. La realimentación y otras contribuciones en circuitos

2.9. Las innovaciones electrónicas y los circuitos activos

2.10. De la Teoría de circuitos a la Teoría de sistemas

2.11. El estudio de circuitos eléctricos con ayuda de ordenador

Bibliografía

Apéndice 2. Sistema Internacional de Unidades

1. Introducción

2. Unidades básicas

3. Unidades suplementarias

4. Prefijos decimales

5. Tablas de unidades

Apéndice 3. Repaso de Análisis vectorial

1. Introducción

2. Operaciones con vectores

3. Sistemas de coordenadas ortogonales

4. Funciones integrales

4.1. Integrales curvilíneas

4.2. Circulación

4.3. Integral de superficie

4.4. Flujo

4.5. Integral triple

5. Funciones diferenciales

5.1. Gradiente de un campo escalar

5.2. Divergencia de un campo vectorial

5.3. Rotacional de un campo vectorial

5.4. El operador laplaciano

6. Teoremas integrales

6.1. Teorema de Ostrogradsky-Gauss o Teorema de la Divergencia

6.2. Teorema de Stokes

7. Identidades vectoriales

7.1. Operaciones (U y V: escalares; A y B: vectores)

7.2. Relaciones

7.3. Identidades integrales de Green

8. Campos vectoriales irrotacionales y solenoidales

8.1. Campo vectorial irrotacional

8.2. Campo vectorial solenoidal

9. Teorema de Hernholtz

Apéndice 4. Repaso del álgebra de los números complejos

1. Introducción

2. Álgebra de los números complejos

2.1. Operaciones básicas

3. Interpretación geométrica del operador j

4. Propiedades de los operadores "Re", "Im..."

5. Propiedades de la función conjugada de un complejo

Apéndice 5. Transformada de Laplace

1. Introducción histórica

2. Definición de transformada de Laplace

3. Teoremas sobre la transformada de Laplace

4. Desarrollo de pares de transformadas

5. Síntesis de ondas utilizando el operador retardo del tiempo

6. Función impulso (Delta de Dirac)

7. Síntesis de ondas utilizando la función impulso

8. Transformada inversa de Laplace. Tablas transformadas

9. Función de transferencia. Diagrama de polos y ceros

9. La integral de convolución

10. Interpretación gráfica de la convolución

11. Propiedades de la integral de convolución

Índice de biografías

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