Electricidad y magnetismo
Campos eléctricos, circuitos, ley de Ohm e inducción electromagnética
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Radiación de Cherenkov
Partícula cargada en un medio de índice de refracción n: los frentes esféricos con velocidad de fase c/n se suman en un cono, análogo al…
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Imán de barra y limaduras de hierro
Imán de barra que se arrastra sobre una «tarjeta»: cada limadura-varilla se alinea con el campo B local de dos polos puntuales.
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Ley de Biot-Savart
Alambre recto infinito: B ∝ 1/r; espira — suma de segmentos según la ley de Biot-Savart; mapa de calor y sonda.
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Campo de un dipolo eléctrico
Cargas ±q en el eje: mapa de calor del potencial V, equipotenciales, líneas de campo E; fórmulas de campo lejano.
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Amplificador operacional ideal (realimentación)
Inversor, no inversor, seguidor; entrada senoidal o continua; recorte opcional por el voltaje de alimentación.
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Generador de Van de Graaff
La banda carga la cúpula; V = Q/C; chispa esquemática a tierra cuando se supera V_ruptura.
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Leyes de Kirchhoff
Corriente continua en tres nodos: divisor en el nodo y, si se quiere, R∥V; pistas, ecuaciones de nudos y de mallas, corrientes halladas —…
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Onda electromagnética plana
E ⊥ B ⊥ k: campos sin(kz − ωt), vector de Poynting a lo largo de z; ω = ck (c = 1).
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Motor y generador de corriente continua
Bobina en un campo B: motor V = IR + kω, generador E = kω hacia una carga — un mismo coeficiente k, dos regímenes.
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Deriva por gradiente de B
B_z(x,y) con un gradiente débil; órbita a partir de la fuerza de Lorentz q(E + v × B) — giro de ciclotrón y deriva.
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Espejo magnético (botella magnética)
Campo axial B(z), más intenso en los extremos; invariante adiabático μ, fuerza −μ ∂B/∂z — esquema de los cinturones de Van Allen y del es…
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Diagrama de radiación de un dipolo
Potencia promediada en el tiempo ∝ sin² θ en el plano que contiene el eje del dipolo (esquema de zona lejana).
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Diagrama de un dipolo de media onda (λ/2)
Plano E de zona lejana de un dipolo delgado de longitud λ/2 alimentado en el centro: potencia ∝ [cos(½π cos θ)/sin θ]², directividad D ≈…
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Campo de un dipolo rotatorio
Cargas ±q giran en el plano: flechas de la superposición de campos de Coulomb — bosquejo de la zona cercana, aún no la radiación completa.
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Diagrama de Bode (filtro RC pasa-bajos)
Módulo |H| en decibeles y fase frente a log f; se marca la frecuencia de corte f_c = 1/(2πRC), polo de primer orden.
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Diagrama de Nyquist
Función de transferencia de lazo abierto L(jω) en el plano complejo; el punto crítico −1 y la distancia hasta él.
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Convertidores reductor y elevador
Promedios ideales en conducción continua: reductor V_sal ≈ D·V_ent, elevador V_sal ≈ V_ent/(1−D); esquema y rizado cualitativo de la corr…
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Convertidor reductor: rizado
Convertidor reductor de voltaje continuo: ciclo de trabajo, rizado de corriente del inductor, frontera entre conducción continua y discon…
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Convertidor elevador
Convertidor elevador de voltaje continuo: V_sal = V_ent/(1−D), rizado de corriente del inductor, estados del interruptor y del diodo, fro…
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Celda solar: curva I-V y punto de máxima potencia
Modelo de un diodo: fotocorriente según la irradiancia, factor de idealidad n, temperatura; curvas I(V) y P(V), punto de máxima potencia.
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Batería: modelo de Thévenin y estado de carga
El voltaje de circuito abierto y la resistencia interna dependen del estado de carga; la carga se actualiza integrando la corriente; volt…
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Efecto piel y efecto de proximidad
δ = √(2/(ωμσ)), desplazamiento de la corriente en un conductor redondo, efecto de proximidad y estimación de la resistencia en alterna fr…
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Apantallamiento de Debye en un plasma
Carga de prueba en un plasma electrónico: potencial de Yukawa φ ∝ e^{−r/λ_D}/r, λ_D = √(ε₀k_BT/n_e e²), mapa del potencial y λ_D frente a…
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Oscilaciones de Langmuir
Oscilaciones colectivas de los electrones a ω_p = √(n_e e²/ε₀m_e): onda δn, dispersión ω(k) de Bohm–Gross y ω_p(n).
- NuevoUniversidad / investigación
Onda de Alfvén a lo largo de una línea de campo
Onda MHD transversal: v_A = B/√(μ₀ρ), oscilación de la línea de campo, modos estacionarios y reflexión del impulso en los extremos.
- NuevoUniversidad / investigación
Reconexión magnética (Sweet–Parker)
Modelo didáctico de Sweet–Parker: regiones de B opuestas, capa de corriente, entrada v_in ≈ v_A/√S y salida, número de Lundquist S y δ/L.
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Espiral de Parker (viento solar)
Rotación del Sol y viento radial: B interplanetario con espiral tan ψ = Ωr/v_sw, líneas de campo (vista desde arriba), ψ(r) y caída de |B|.
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Capas de deriva de los cinturones de radiación
Cinturones de Van Allen: deriva de gradiente y de curvatura en las capas L de un dipolo, punto espejo, cono de pérdidas ecuatorial α_lc(L…
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Tubo con corrientes de Foucault (eddy)
Caída de un imán: en el aire dv/dt = g, en el tubo de cobre dv/dt = g − k v (modelo lineal de resistencia).
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Bola de plasma (esquema)
Esfera de vidrio, electrodo central, streamers hacia el cursor: esquema ilustrativo, no un cálculo de la descarga.
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Unión p-n y diodo
Diagrama de bandas de energía y característica I-V según la ecuación de Shockley; factor de idealidad, temperatura y escala de I₀.
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Reflectometría de una línea de transmisión
Escalón de voltaje en el cable: reflexiones por circuito abierto, cortocircuito y desadaptación, Γ, re-reflexiones en la fuente, tiempo d…
- NuevoUniversidad / investigación
Arreglo en fase (antena)
Factor de un arreglo lineal uniforme según la fase de apuntamiento y el paso entre elementos.
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Antena Yagi-Uda
Reflector, elemento activo y directores: diagrama de curso y gráfica de directividad frente al número de directores (modelo esquemático).
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Carta de Smith y adaptación
Punto en Z normalizada; pasos L y C en serie y en paralelo (Y = 1/Z); Γ, ROE y rastro de adaptación en la carta.
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ROE y onda estacionaria en una línea
La carga compleja Z_L fija Γ y la ROE; envolvente |V| y Re{V} instantáneo a lo largo de una línea sin pérdidas.
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Guía de onda rectangular TE₁₀
Campos E_y, H_x, H_z; frecuencia de corte f_c, β, longitud de onda en la guía λ_g; plantillas de sección WR.
- NuevoUniversidad / investigación
Efecto Compton
Corrimiento de la longitud de onda del fotón Δλ = λ_C (1 − cos θ); λ_C ≈ 2,426 pm.
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Campo eléctrico y líneas de campo
Cargas puntuales en el plano: malla de flechas E, trazas cortas de campo y equipotenciales.
- NuevoEscuela
Potencial eléctrico
Mapa de calor del potencial V = Σ kq/r de cargas puntuales. Mueva las cargas: cambian los colores y las equipotenciales.
- Escuela
Ley de Coulomb
Dos cargas con magnitud y distancia ajustables. Se muestran los vectores de fuerza.
- NuevoEscuela
Condensador de placas paralelas
Capacidad C = ε₀εᵣA/d, campo E = V/d, carga Q y energía; cómo C depende de la distancia entre placas.
- NuevoUniversidad / investigación
Corriente alterna trifásica
Voltajes de fase y de línea, fasores, relación estrella/triángulo, corriente de línea, cos φ y potencias P/Q/S.
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Efecto Hall
Voltaje de Hall U_H = R_H I B / t; signo de R_H para electrones y huecos. Cambie B, I, n y el espesor.
- NuevoEscuela
Efecto fotoeléctrico
Energía del fotón hc/λ y función de trabajo φ; K_max, potencial de frenado V_s, corriente frente a la longitud de onda y a la intensidad.
- NuevoEscuela
Fuerza de Lorentz
Trayectoria de una carga en campos E y B: ciclotrón, parábola, deriva E×B.
- PopularEscuela
Constructor de circuitos
Circuito en serie de seis casillas: batería, resistor, lámpara, interruptor, cable. Hay corriente cuando la malla está cerrada.
- Escuela
Ley de Ohm
Cambie el voltaje y la resistencia; la corriente I = U/R y los puntos en la característica corriente-voltaje.
- Escuela
Conexión en serie y en paralelo
Los mismos dos resistores: resistencia total y corrientes en serie y en paralelo.
- Escuela
Circuito RC
Carga y descarga del condensador: exponenciales V_C(t), constante de tiempo τ = RC.
- NuevoEscuela
Filtro RC (pasa-bajos / pasa-altos)
Respuesta en frecuencia: ganancia frente a la frecuencia, corte f_c a −3 dB; senoides V_ent y V_sal.
- NuevoEscuela
Circuito RL
Circuito RL en serie: τ = L/R, crecimiento y caída de la corriente i(t), voltaje en la bobina; en régimen permanente i = V/R.
- NuevoEscuela
Circuito RLC en serie
Resonancia, módulo de la impedancia |Z| y fase: curva I(f) y ondas de voltaje y de corriente.
- NuevoEscuela
Código de colores de resistores
Cambie el color de las bandas o escriba la resistencia: obtendrá el valor nominal y la tolerancia.
- Escuela
Campo magnético
Campo de imanes de barra y de alambres rectos con corriente: malla de flechas de B y líneas de campo.
- Escuela
Inducción electromagnética
Se mueve un imán a través de una bobina: flujo Φ, fem ε = −dΦ/dt y corriente inducida.
- NuevoEscuela
Transformador
Circuito equivalente: relación de transformación, rama de magnetización, dispersión, pérdidas en el cobre y en el hierro, variación del v…
- NuevoUniversidad / investigación
Motor de inducción: par-velocidad
Deslizamiento, velocidad síncrona, par de ruptura, corriente de arranque, punto de operación y esquema del control U/f.
- NuevoUniversidad / investigación
Inductancia mutua
Dos bobinas acopladas: coeficiente de acoplamiento k e inductancia mutua M = k√(L₁L₂). Una corriente senoidal en el primario induce corri…
- NuevoUniversidad / investigación
Espectrómetro de masas de sector
El selector de velocidades deja pasar iones con v = E/B; el sector magnético los separa por el radio r = mv/(qB): a igual carga, masas di…
- NuevoUniversidad / investigación
Transformador resonante de Tesla
Dos circuitos RLC acoplados. Si la frecuencia de la fuente está cerca de la propia del secundario, el voltaje en el lado secundario de al…
- NuevoEscuela
Puente de Wheatstone
Cuatro brazos y un galvanómetro entre los nodos de en medio. Lectura nula (equilibrio) cuando R₁R₄ = R₂R₃: con tres resistencias conocida…
- NuevoEscuela
Dipolo en un campo eléctrico uniforme
Momento τ = −pE sin θ y energía U = −pE cos θ. Oscilaciones amortiguadas del dipolo; se puede encender un campo variable.
- NuevoNiños
Ferrofluido (esquema)
Picos en la superficie de un ferrofluido en un campo magnético: imagen cualitativa, no magnetohidrodinámica.
- NuevoEscuela
Ciclotrón
Un campo magnético uniforme curva la trayectoria; un campo eléctrico variable en la ranura entre los dees acelera la partícula. Frecuenci…