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3.9. Electromagnetismo (ELM)

Esta área cubre la física de los campos eléctricos y magnéticos, los circuitos y las ondas electromagnéticas al nivel necesario para que los estudiantes de Computación comprendan la electrónica de hardware, los circuitos digitales, la transmisión de señales y los fundamentos físicos de los dispositivos de cómputo.

Área de Conocimiento (KA)	CS Core	KA Core
3.9.1 Electrostática: Campo Eléctrico y Ley de Gauss	Electivo
3.9.2 Corriente Eléctrica, Circuitos y Leyes de Kirchhoff	Electivo
3.9.3 Ecuaciones de Maxwell y Transformaciones de Norma	Electivo

3.9.1. ELM/Electrostática: Campo Eléctrico y Ley de Gauss ↑ Volver arriba

Análisis de cargas en reposo, la naturaleza vectorial del campo eléctrico y la aplicación de la Ley de Gauss, proporcionando la base para entender los capacitores y el almacenamiento de carga en hardware de cómputo.
Temas:
Core

• Ley de Coulomb para cargas puntuales y el principio de superposición lineal
• El vector campo eléctrico \(\vec{E}\) para distribuciones de carga discretas y continuas
• La Ley de Gauss en forma integral y su relación con la carga encerrada
• Forma diferencial de la Ley de Gauss: \(\nabla \cdot \vec{E} = \rho/\epsilon_0\)
• Aplicaciones de la Ley de Gauss a simetría esférica y cilíndrica

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

1. Calcular la fuerza y el campo electrostático para distribuciones de carga usando superposición y la Ley de Gauss [Usar]
2. Evaluar el flujo eléctrico a través de superficies y relacionarlo con la carga encerrada [Evaluar]
3. Determinar la densidad de carga volumétrica a partir de una expresión dada del campo eléctrico usando la forma diferencial de la Ley de Gauss [Usar]

3.9.2. ELM/Corriente Eléctrica, Circuitos y Leyes de Kirchhoff ↑ Volver arriba

Estudio del flujo de carga eléctrica, la resistencia y el análisis de circuitos DC usando las leyes de Kirchhoff, esenciales para comprender el hardware de lógica digital y los sistemas empotrados.
Temas:
Core

• Definición de corriente, densidad de corriente y la ecuación de continuidad
• Ley de Ohm, resistividad y dependencia de la resistencia con la temperatura
• Ley de Corriente de Kirchhoff (LCK) para el análisis de nodos
• Ley de Voltaje de Kirchhoff (LVK) para el análisis de mallas
• Simplificación de circuitos en serie y paralelo y resistencia equivalente
• Transitorios en circuitos RC y RL y constantes de tiempo

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

1. Aplicar la LCK y la LVK para resolver circuitos DC de múltiples mallas relevantes para el diseño de hardware digital [Usar]
2. Calcular la potencia disipada y determinar las constantes de tiempo para circuitos RC y RL [Evaluar]
3. Analizar la respuesta transitoria de circuitos RC y RL y relacionarla con la temporización de señales en sistemas digitales [Usar]

3.9.3. ELM/Ecuaciones de Maxwell y Transformaciones de Norma ↑ Volver arriba

El conjunto unificado de ecuaciones que gobiernan todos los fenómenos electromagnéticos clásicos y el vector de Poynting, proporcionando la base física para las comunicaciones inalámbricas y la compatibilidad electromagnética.
Temas:
Core

• Corriente de desplazamiento de Maxwell y su papel en completar la Ley de Ampère
• El conjunto completo de cuatro ecuaciones de Maxwell en forma integral y diferencial
• Teorema de Poynting y la conservación de la energía en campos electromagnéticos
• El vector de Poynting \(\vec{S} = \vec{E} \times \vec{H}\) como densidad de flujo de energía
• Invarianza de norma y la formulación de potenciales en la electrodinámica

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:

1. Enunciar las cuatro ecuaciones de Maxwell e identificar su contenido físico [Familiarizarse]
2. Calcular la corriente de desplazamiento y el vector de Poynting para una configuración electromagnética [Usar]
3. Analizar el flujo de energía y el transporte de potencia en sistemas electromagnéticos incluyendo líneas de transmisión [Evaluar]