CONCEPTO DE ROTACIONAL:
F es una superficie esférica a través de la cual fluye el campo V(r), r es un vector posición del diferencial dF respecto al punto 0, C es el contorno de la superficie F.
Esta es la componente del rotacional normal a la superficie F
Esta es la definición de Rotacional
Se subdivide la superficie dF en varias partes, las flechas indican la rotación del campo que las atraviesa.
Los aportes de los lados de contornos vecinos se anulan.
Solo afecta la integración el contorno "C " externo
Teorema de Stokes:
La integral sobre cualquier especie en el espacio de los rotacionales del campo vectorial es equivalente a integrar el campo vectorial sobre el contorno limite de esta superficie.
LOS TEOREMAS INTEGRALES DE STRATTON.
A(r) y B(r) son funciones vectoriales continues en el volumen V con primeras y segundas derivadas parciales continuas.
V(r) es un campo vectorial definido de la siguiente manera:
V = A x rot B
Se determinan las fuentes en el volumen "V" calculando lo siguiente:
Con la siguiente relación:
div( A x C ) = C rot A - A rot C
se obtiene el primer teorema de Stratton
PRIMER TEOREMA DE STRATTON
Si se hace un intercambio entre A y B, se obtiene lo siguiente:
Se hace la resta de esta ecuación con la del Primer Teorema de Stratton y se obtiene así el segundo teorema:
SEGUNDO TEOREMA DE STRATTON
SISTEMA DE COORDENADAS CILINDRICAS.
er es perpendicular a la superficie cilíndrica.
ef es tangente a la superficie cilíndrica en la base de la misma.
ez es perpendicular a la base del cilindro.
ECUACION DE DIFERENCIACION CARTESIANA:
En coordenadas cilindricas:
u1 = r , u2 = f y u3 = z
Vectores unitarios
e1 = er , e2 = ef y e3 = ez
x = r cosf , y = r senf y z = z
0 £ r < ¥ , -¥ < z < ¥ , 0 £ f 2p
DETERMINACION DEL VECTOR POSICION.
r(x, y, z) = ex x + ey y + ez z
r(x, y, z) = ex r cosf + ey r senf + ez z
DETERMINACION DE FACTORES METRICOS FORMA GENERAL.
Para ui = r , entonces:
hp2 = cos2 f + sen2 f = 1
por lo tanto
hp = 1
Para ui = j
r 2 cos2j + r 2 sen2 j = r 2
r 2 ( cos2j + sen2 j ) = r 2
hj = r
Para ui = z
hZ = 1
FACTORES METRICOS:
hp = 1, hj = r y hZ = 1
DETERMINACION DE VECTORES UNITARIOS:
Para ui = r , entonces, hp = 1, por lo tanto:
er
= ex cosf + ey senf 5A
Para ui = f
hf = r
ef
= -ex senf + ey cosf
Para hz = 1 y uz = z
ez = ez 5-C
EL DIFERENCIAL DE VOLUMEN:
dV = h1du1 h2du2 h3du3
dV ( r , f , z ) = r dr df dz
El campo vectorial V ( r , f , z )
V ( r , f , z ) = er Vr + ef Vf + ezVz
V ( r , f , z ) = (ex cosf + ey senf ) Vr + (-ex senf + ey cosf ) Vf + ezVz
V ( r , f , z ) = ex (Vr cosf - Vf senf ) + ey (Vr senf + Vf cosf ) + ezVz
Vx = Vr cosf - Vf senf
Vy = Vr senf + Vf cosf
OPERACIONES VECTORIALES
1.- EL GRADIENTE:
f = Función escalar
grad f =
Con f = er
e2 = ef
e3 = ez
h1 = 1, h2 = r y h3 = 1
2.- LA DIVERGENCIA
hp = 1, hf = r y hZ = 1
V (r , f , z ) es una función vectorial en forma general.
h1 = 1, h2 = r , h3 = 1, V1 = Vr , V2 = Vf , V3 = Vz, u1 = r , u2 = f , u3 = z
Productividad de fuentes de los vectores unitarios
V
( r , f , z ) = er Vr + ef Vf + ezVz
Vr =1, Vf = 0, Vz = 0
Vr = 0, Vr = 1, Vz = 0
div ef = 0
Vr = 0, Vf = 0, Vz = 1
div ez = 0
Sólo existe un aporte al campo en la dirección r
EL OPERADOR DE LAPLACE:
3.- EL ROTACIONAL:
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