Electromagnetismo

Teoría clásica del campo electromagnético: cargas, corrientes, leyes de Maxwell y radiación.

Idea general del tema

Electromagnetismo estudia como cargas eléctricas en reposo y en movimiento generan campos, fuerzas y ondas que transportan energía e informacion. El marco unificado de Maxwell conecta electrostática, magnetismo, inducción y radiación bajo un conjunto coherente de ecuaciones de campo. El objetivo es modelar interacciones electromagnéticas con criterio físico, identificar el dominio de validez de cada aproximación y resolver problemas con trazabilidad completa.

Qué vas a comprender de verdad

• Como una distribución de carga genera campo eléctrico y como corrientes generan campo magnético.
• Como campos variables en el tiempo inducen campos complementarios y producen ondas electromagnéticas.
• Como diseñar y analizar circuitos eléctricos de corriente continua y alterna.
• Como la luz se comporta como onda electromagnética en interfaces, lentes y sistemas ópticos.
• Como pasar de ecuaciones a interpretación física, validación dimensional y lectura experimental.

Ruta didáctica recomendada

1. Fundamentos: carga, campo, fuerza y superposición como base de todo el bloque.
2. Electrostática: campo, potencial, energía, Gauss y aplicaciones en condensadores.
3. Corriente eléctrica: intensidad, resistencia, Ohm, Kirchhoff y circuitos DC.
4. Magnetismo: campo magnético, fuentes, fuerzas magnéticas y materiales.
5. Inducción electromagnética: Faraday, Lenz, inductancia y aplicaciones.
6. Corriente alterna: impedancia, reactancia, resonancia y potencia aC.
7. Ondas electromagnéticas: propagación, espectro, energía y momento.
8. Óptica: geométrica (rayos, lentes, espejos) y física (interferencia, difracción, polarización).

Criterio físico que debes adquirir

Elegir modelo por simetría, escala y régimen temporal antes de operar. Distinguir régimen estático de cuasiestatico y de ondulatorio. Verificar unidades, signos y coherencia vectorial en cada paso. No confundir campo con potencial ni fuerza con energía.

Conexión con problemas reales

• Electricidad domestica, redes de distribución y protecciones.
• Electrónica, telecomunicaciones y procesamiento de señales.
• Motores, generadores, transformadores y sistemas de potencia.
• Fibra óptica, instrumentos de imagen y metrología.
• Diagnóstico médico, sensores industriales y control de calidad.

Objetivo final del tema

Resolver problemas de electromagnetismo con autonomía: elegir el modelo adecuado, justificar sus hipótesis, calcular con coherencia dimensional e interpretar el resultado como una afirmación física verificable.