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EE588M20233 PC1

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Ciclo Académico: 2023-3
Fecha: 16/01/24
Duración: 1h 50m
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA
CURSO: Electromagnetismo I
TIPO DE PRUEBA:
Practica No.
1
Ex. PARCIAL
COD. CURSO: EE522M
EX. FINAL
EX. SUST.
P1) a) Defina los siguientes términos: régimen armónico,
medio dispersivo, teorema de Poynting.
1.5p
b) Describa el criterio para caracterizar un medio de propagación de ondas TEM e indique dichas caracterizaciones.
2.0p
P2) a) Describa los fundamentos electromagnéticos que
indican la existencia de estructuras que confina y permite
la propagación de ondas TEM a lo largo de su longitud
(líneas de transmisión).
2.0p
b) Defina (sin expresiones matemáticas) los parámetros de
una onda TEM.
1.5p
P3) Marcar (V) o (F) según corresponda.
a) Los medios buen conductor son medios dispersivos.
b) Un espesor de 1 mm de una plancha conductora de cobre
(g=5.8x107 Siemens/m, πœ‡π‘Ÿ = 1, πœ€π‘Ÿ = 1) permite apantallar
un medio dieléctrico a la frecuencia de 1 MHz.
c) El ángulo de Brewster se presenta para propagación
paralela y perpendicular del campo eléctrico.
d) En incidencia oblicua la reflexión total solo se presenta
entre medios dieléctrico ideal y buen conductor.
e) La POE de una onda varia entre 10 V/m y 40 V/m, por
lo que la amplitud de la onda incidente es de 20 V/m.
f) Una onda propagándose de un medio 1 (πœ‡π‘Ÿ1 = 1, πœ€π‘Ÿ1 =
1.44) al medio 2 (πœ‡π‘Ÿ2 = 1, πœ€π‘Ÿ2 = 2.56), con incidencia
oblicua, puede generar reflexión total.
P4) a) Para el cable coaxial de cobre
que se muestra, sea a = 2 mm, b = 6
mm y t = 1 mm. Calcule la resistencia
de 2 m de longitud del cable en DC y
AC para 100 MHz.
2.0p
b) Una onda plana uniforme que se
propaga en un medio tiene β„° = 2𝑒 −𝛼𝑧 sin(108 𝑑 − 𝛽𝑧) yΜ‚
V/m. Si el medio se caracteriza por πœ‡π‘Ÿ = 20, πœ€π‘Ÿ = 1, 𝑔 = 3
mhos/m, encuentre 𝛼, 𝛽 𝑦 β„‹(r, t).
1.5p
P5) La POE en un medio dieléctrico (πœ‡π‘Ÿ2 = 1, πœ€π‘Ÿ2 = 2.25)
varia entre 16 V/m y 48 V/m, siendo 25 V/m en la interface
con el otro medio. Determinar:
a) Eo, amplitud de la onda incidente.
0.5p
b) Coeficiente de reflexión.
1.0p
c) Impedancia del otro medio.
1.0p
d) Distancia (en longitudes de onda) del primer máximo y
mínimo de la grafica de la POE.
1.0p
P6) a) La guía de ondas de cilindros dieléctricos coaxiales,
que se muestra en la figura, tienen índices de refracción
𝑛1 > 𝑛2 . Encuentre el ángulo máximo de incidencia θm
para el cual todavía se presenta la reflexión interna total en
la interfaz entre el núcleo (core) y el revestimiento
(cladding).
3.0p
Nota: índice de refracción, 𝑛 = 𝒸⁄𝑣𝑝 = √πœ€π‘Ÿ , 𝒸: velocidad
de la luz, 𝑣𝑝 : velocidad de fase (o propagación). Así
𝛽1 sin πœƒπ‘– = 𝛽2 sin πœƒπ‘‘ ⟺ 𝑛1 sin πœƒπ‘– = 𝑛2 sin πœƒπ‘‘
1
× 10−9 𝐹 ⁄π‘š
36πœ‹
1
1
π‘š
∗
P = E×H ; 𝒸 =
= 3 × 108
2
𝑠
√πœ€0 πœ‡0
πœ‡0 = 4πœ‹ × 10−7 𝐻 ⁄π‘š ,
H = 𝕐 nΜ‚ × E;
β„€0 = √
πœ€0 =
πœ‡0
= 120πœ‹ Ω = 377 Ω;
πœ€0
𝛾 = 𝛼 + 𝑗𝛽 = 𝑗𝑀0 √πœ€0 πœ‡0 (1 − 𝑗
𝑗𝑀0 πœ‡
β„€=
=
𝛾
𝑆=
πœ‡π‘Ÿ
πœ€π‘Ÿ
;
𝑔 1/2
(1 − 𝑗 )
π‘€πœ€
𝑔 1/2
𝑀
) ; 𝑣𝑝 =
π‘€πœ€
𝛽
β„€0 √
πœ†=
2πœ‹
𝛽
πΈπ‘šπ‘Žπ‘₯
; 1 + Γ = 𝑇 (𝑒𝑛 π‘™π‘Ž π‘–π‘›π‘‘π‘’π‘Ÿπ‘“π‘Žπ‘ π‘’)
πΈπ‘šπ‘–π‘›
πœ‰
|𝐸| = 𝐸0𝑖 |1 + 𝜌0 𝑒 π‘—Ψ |; Ψ = 2π›½πœ‰ + πœƒΓ = 4πœ‹ ( ) + πœƒΓ
πœ†
𝑔
de cobre,
𝛾 ≅ 𝑗𝑀0 √πœ€0 πœ‡0 (1 − 𝑗
) ; Para material
2π‘€πœ€
g=5.8x107 S/m
66.1
πœ‡π‘Ÿ
𝑔
𝛿=
(π‘šπ‘š)
β„€ ≅ β„€0 √ (1 + 𝑗
)
√𝑓
πœ€π‘Ÿ
2π‘€πœ€
Con f en Hertz.
1
𝑔 2 1
1
𝛾 ≅ 𝑗𝑀0 √πœ€0 πœ‡0 (𝑗
) = +𝑗 ;
2π‘€πœ€
𝛿
𝛿
β„€ ≅ β„€0 √
𝛿=√
2
π‘€πœ‡π‘”
πœ‡π‘Ÿ
𝑔 −1/2
1
(1 + 𝑗)
(𝑗
)
=
πœ€π‘Ÿ 2π‘€πœ€
𝑔𝛿
∇ × E = −jwμH;
∇ βˆ™ D = ρs ; ∇ βˆ™ B = 0
∇ × H = Jf + Jc + JD = Jf + 𝑔E + π‘—π‘€πœ€E
Sin apuntes de ninguna clase. Solo está permitida
calculadora con dos líneas de display.
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