Ejercicios sobre ondas electromagnéticas.

Jesús María Mora Mur
19 de abril de 2026

Primer ejercicio

Comprobaremos en primer lugar, que × E = 0 :
× E = | i ˆ j ˆ k ˆ x y z 2 x y - z 3 x 2 - 3 x z 2 | = 0
Comprobaremos también que el campo magnético es solenoidal, es decir que B = 0 :
B = ( x , y , z ) ( 2 x y , - y 2 , 1 ) = 2 y - 2 y = 0
Por lo que vemos que los campos E y B son estáticos. Para calcular la densidad volumétrica recurrimos a la Ley de Gauss en su forma diferencial:
E = ρ ϵ 0
Calculando la divergencia obtenemos que:
E = 2 y - 6 z
Igualando, obtenemos:
ρ = 2 ϵ 0 ( y - 3 z )
Para calcular J , seguimos la Ley de Ampère, donde H = 1 μ B :
× H = J
J = | i ˆ j ˆ k ˆ x y z 2 x y μ 0 - y 2 μ 0 1 μ 0 | = - 2 x μ 0 k ˆ

Segundo ejercicio

  1. Verdadero. La corriente de conducción se mide en amperios, al igual que la de desplazamiento.
  2. Verdadero. Sabemos que la corriente de desplazamiento es directamente proporcional a la tasa de cambio del flujo eléctrico a lo largo del tiempo en una región definida. Si el flujo cambia, el campo ha de modificarse.
  3. Falso. Las ecuaciones de Maxwell pueden adaptarse a campos no estáticos. En concreto, la Ley de Gauss: E = ρ ϵ 0 sigue siendo válida, así como: H = 0 al no existir fuentes o sumideros magnéticos. Por otro lado, las ecuaciones que implican a los rotacionales varían añadiendo términos diferenciales que definen el dinamismo de los campos.
  4. Verdadero. Mediante la ley de Ampère-Maxwell se predice la existencia de ondas electromagnéticas y puede obtenerse su ecuación.
  5. Verdadero. Las ondas electromagnéticas son transversales al ser la dirección de propagación perpendicular a la oscilación de B y E .

Tercer ejercicio

Viendo la ecuación, tenemos que:
Por otro lado, calculamos la impedancia de la onda mediante la siguiente relación:
Z = μ 0 ϵ 0 = 376.7 Ω
Para calcular el campo magnético, sabemos que:
B = E μ 0 ϵ 0 = μ 0 ϵ 0 60 π cos ( 2 π 1 0 6 t - π 2 z ) a x