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, ππ = 1, ππ = 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 (ππ1 = 1, ππ1 = 1.44) al medio 2 (ππ2 = 1, ππ2 = 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° = 2π −πΌπ§ sin(108 π‘ − π½π§) yΜ V/m. Si el medio se caracteriza por ππ = 20, ππ = 1, π = 3 mhos/m, encuentre πΌ, π½ π¦ β(r, t). 1.5p P5) La POE en un medio dieléctrico (ππ2 = 1, ππ2 = 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 π1 > π2 . 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, π = πΈ⁄π£π = √ππ , πΈ: velocidad de la luz, π£π : velocidad de fase (o propagación). Así π½1 sin ππ = π½2 sin ππ‘ βΊ π1 sin ππ = π2 sin ππ‘ 1 × 10−9 πΉ ⁄π 36π 1 1 π ∗ P = E×H ; πΈ = = 3 × 108 2 π √π0 π0 π0 = 4π × 10−7 π» ⁄π , H = π nΜ × E; β€0 = √ π0 = π0 = 120π Ω = 377 Ω; π0 πΎ = πΌ + ππ½ = ππ€0 √π0 π0 (1 − π ππ€0 π β€= = πΎ π= ππ ππ ; π 1/2 (1 − π ) π€π π 1/2 π€ ) ; π£π = π€π π½ β€0 √ π= 2π π½ πΈπππ₯ ; 1 + Γ = π (ππ ππ πππ‘πππππ π) πΈπππ π |πΈ| = πΈ0π |1 + π0 π πΨ |; Ψ = 2π½π + πΓ = 4π ( ) + πΓ π π de cobre, πΎ ≅ ππ€0 √π0 π0 (1 − π ) ; Para material 2π€π g=5.8x107 S/m 66.1 ππ π πΏ= (ππ) β€ ≅ β€0 √ (1 + π ) √π ππ 2π€π Con f en Hertz. 1 π 2 1 1 πΎ ≅ ππ€0 √π0 π0 (π ) = +π ; 2π€π πΏ πΏ β€ ≅ β€0 √ πΏ=√ 2 π€ππ ππ π −1/2 1 (1 + π) (π ) = ππ 2π€π ππΏ ∇ × E = −jwμH; ∇ β D = ρs ; ∇ β B = 0 ∇ × H = Jf + Jc + JD = Jf + πE + ππ€πE Sin apuntes de ninguna clase. Solo está permitida calculadora con dos líneas de display.