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[M0213_Prefacio-sobre_esto_libro_v2]

Metas para este libro. Este libro pretende servir como libro de texto primario para el segundo semestre de un curso de dos semestres en ingeniería electromagnética de pregrado. El supuesto libro de texto para el primer semestre es Electromagnetica Vol. 1, ¹ que aborda los siguientes temas: campos eléctricos y magnéticos; propiedades electromagnéticas de los materiales; ondas electromagnéticas; y dispositivos que operan de acuerdo con principios electromagnéticos asociados incluyendo resistencias, capacitores, inductores, transformadores, generadores y líneas de transmisión. El libro que ahora estás leyendo — Electromagnetica Vol. 2 — aborda los siguientes temas:

El Capítulo 1 (“Conceptos Preliminares”) proporciona un breve resumen de las convenciones para unidades, notación y sistemas de coordenadas, y una sinopsis de la teoría del campo electromagnético del Vol. 1.
El capítulo 2 (“Magnetostáticos Redux”) extiende la cobertura de la magnetostática en el Vol. 1 para incluir fuerzas magnéticas, motores rudimentarios y la ley Biot-Savart.
El Capítulo 3 (“Propagación de Ondas en Medios Generales”) aborda el teorema de Poynting, la teoría de la propagación de ondas en medios con pérdida y las propiedades de los conductores imperfectos.
El capítulo 4 (“Flujo de corriente en conductores imperfectos”) aborda la distribución de corriente dependiente de la frecuencia en los conductores de cable y posteriormente la impedancia de CA de los cables.
El Capítulo 5 (“Reflexión y Transmisión de Ondas”) aborda la dispersión de ondas planas desde interfaces planas.
El capítulo 6 (“Guías de onda”) proporciona una introducción a la teoría de guías de onda a través de la placa paralela y guías de onda rectangulares.
El Capítulo 7 (“Líneas de Transmisión Redux”) extiende la cobertura de las líneas de transmisión en el Vol. 1 para incluir líneas de cable paralelas, la teoría de líneas de microcinta, atenuación y capacidades de manejo de energía. La inevitable pero difícil de responder pregunta “¿Qué tiene de especial\(50~\Omega\)?” se aborda al final de este capítulo.
El Capítulo 8 (“Fibra Óptica”) proporciona una introducción a la fibra óptica multimodo, incluyendo los conceptos de ángulo de aceptación y dispersión modal.
El Capítulo 9 (“Radiación”) proporciona una derivación de los campos electromagnéticos irradiados por una distribución de corriente, enfatizando el análisis de distribuciones de líneas utilizando el dipolo hertziano como elemento diferencial.
El Capítulo 10 (“Antenas”) proporciona una introducción a las antenas, enfatizando los modelos de circuitos equivalentes para transmisión y recepción y caracterización en términos de directividad y patrón. Este capítulo concluye con la ecuación de transmisión de Friis.

Los apéndices que cubren las propiedades materiales, fórmulas matemáticas y constantes físicas se repiten del Vol. 1, con algunos ítems adicionales.

Público objetivo. Este libro está destinado a estudiantes de ingeniería eléctrica en el tercer año de un programa de licenciatura en ciencias. Se supone que los estudiantes han completado con éxito un semestre de ingeniería electromagnética, utilizando nominalmente el Vol. 1. Sin embargo, los temas particulares y la secuencia de temas en el Vol. 1 no son un requisito previo esencial, y en cualquier caso este libro puede ser útil como referencia complementaria cuando se utiliza un libro de texto diferente. Se supone que los lectores están familiarizados con los fundamentos de los circuitos eléctricos y sistemas lineales, los cuales normalmente se imparten en el segundo año del programa de grado. También se asume que los lectores dominan las matemáticas básicas de ingeniería, incluyendo números complejos, trigonometría, vectores, ecuaciones diferenciales parciales y cálculo multivariado.

Notación, ejemplos y resaltados. La sección 1.2 resume la notación matemática utilizada en este libro. Los ejemplos se distinguen del texto principal de la siguiente manera:

Ejemplo\(\PageIndex{1}\)

Este es un ejemplo.

Las “cajas destacadas” se utilizan para identificar ideas clave de la siguiente manera:

Esta es una idea clave.

¿Cuáles son esos pequeños números entre corchetes? Este libro es producto de la. Este proyecto proporciona una gran cantidad de secciones (“módulos”) que se ensamblan (“remezclan”) para crear nuevas y diferentes versiones del libro. El texto “” que ve al inicio de esta sección identifica de manera única el módulo dentro del conjunto más grande de módulos proporcionados por el proyecto. Esta identificación se proporciona debido a que pueden existir diferentes remezclas de este libro, cada uno consistente en un subconjunto diferente y disposición de estos módulos. Los autores prospectivos pueden utilizar esta identificación como una ayuda para crear sus propios remixes.

¿Por qué algunas secciones de este libro parecen repetir material presentado en secciones anteriores? En algunos remixes de este libro, los autores pueden optar por eliminar o reordenar los módulos. Por esta razón, los módulos están escritos para “estar solos” tanto como sea posible. En consecuencia, puede haber cierta redundancia entre secciones que no estarían presentes en un libro de texto tradicional (no remezclable). Si bien esto puede parecer incómodo para algunos al principio, hay claros beneficios: En particular, nunca está de más revisar material pasado relevante antes de abordar un nuevo concepto. Y, dado que la versión electrónica de este libro se está ofreciendo sin costo alguno, no se gana mucho al eliminar esta redundancia útil.

¿Por qué citar páginas de Wikipedia como lectura adicional? Muchos módulos citan entradas de Wikipedia como fuentes de información adicional. Wikipedia representa tanto lo mejor como lo peor que Internet tiene para ofrecer. La mayoría de los educadores estarían de acuerdo en que citar páginas de Wikipedia como fuentes primarias es una mala idea, ya que la calidad es variable y el contenido está sujeto a cambios con el tiempo. Por otro lado, muchas páginas de Wikipedia son excelentes, y sirven como fuentes útiles de información relevante que no está estrictamente dentro del alcance del plan de estudios. Además, los estudiantes se benefician de ver el mismo material presentado de manera diferente, en un contexto más amplio, y con las referencias adicionales disponibles como enlaces de las páginas de Wikipedia. Confiamos en instructores y estudiantes para darse cuenta de los posibles escollos de este tipo de recursos y estar alerta ante los problemas.

Agradecimientos. Aquí hay una lista de personas talentosas y serviciales que contribuyeron a este libro: El personal de Virginia Tech Publishing, Bibliotecas Universitarias, Virginia Tech: Adquisiciones/Editora de desarrollo y gerente de proyectos: Anita Walz Asesores: Peter Potter, Corinne Guimont Portada, Producción impresa: Robert Browder Otros colaboradores de Virginia Tech: Accesibilidad: Christa Miller, Corinne Guimont, Sarah Mease Evaluación: Anita Walz Virginia Tech Estudiantes: Escritor de texto alt: Michel Comer Diseñadores de figuras: Kruthika Kikkeri, Sam Lally, Chenhao Wang Copiado: Longleaf Press Revisores externos: Randy Haupt, Escuela de Minas de Colorado Karl Warnick, Universidad Brigham Young Miembro anónimo de la facultad, universidad de investigación Además, gracias a los alumnos de la sección Otoño 2019 de ECE3106 en Virginia Tech que utilizaron la versión beta de este libro y proporcionaron comentarios útiles .

Por último, reconocemos a todos aquellos que han aportado su arte a Wikimedia Commons (commons.wikimedia.org/) bajo licencias abiertas, permitiendo que su obra aparezca como figuras en este libro. Estos colaboradores son reconocidos en cifras y en la sección “Créditos de imagen” al final de cada capítulo. Gracias a cada uno de ustedes por su desinteresado esfuerzo.

S.W. Ellingson, Electromagnetica Vol. 1, VT Publishing, 2018. CC BY-SA 4.0. ISBN 9780997920185. https://doi.org/10.21061/electromagnetics-vol-1 ↩