UNIVERSIDAD DE PAMPLONA FACULTAD: CIENCIAS BASICAS DEPARTAMENTO DE: FÍSICA Y MATEMATICAS ASIGNATURA: 100016 FISICA AREA: REQUISITOS: CREDITOS: CODIGO: ELECTROMAGNETISMO MECANICA 4 CORREQUISITO: TIPO DE ASIGNATURA: TEÒRICA JUSTIFICACION: La asignatura Electromagnetismo pertenece al ciclo de formación básica de las ingenierías, ésta asignatura es la base fundamental para comprender todos los fenómenos eléctricos y magnéticos, las interacciones entre las cargas y los campos, las fuentes del campo eléctrico y magnético y sus aplicaciones. OBJETIVO GENERAL: Dotar al estudiante de las herramientas básicas que le permitan hacer una interpretación y análisis de los problemas físicos relacionados con los conceptos de los campos eléctrico y magnético. Proporcionarle al estudiante una experiencia emocionante y agradable en el contexto del conocimiento científico. Familiarizar al estudiante con los conceptos teóricos de la interacción electromagnética y sus diferentes aplicaciones en la vida diaria. Preparar conceptualmente al estudiante para abordar en su futuro profesional como ingeniero con experiencias teórico-prácticas relacionadas con la solución de algunos problemas del electromagnetismo. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Reconocer la importancia del electromagnetismo dentro de la serie de conocimientos de la física como disciplina y sus aplicaciones en las ingenierías. Proporcionar al estudiante una visión general de las leyes y principios físicos del electromagnetismo desde el punto de vista del método inductivo. Adquirir destrezas y habilidades para resolver problemas del electromagnetismo y proponer posibles aplicaciones en la ingeniería. Reconocer en un problema dado en la teoría o en la práctica del principio involucrado o ley del electromagnetismo y aplicarlos a la solución adecuada. 2 COMPETENCIAS Describir fenómenos físicos con el lenguaje y metodología propia de la disciplina. Manejar los conceptos físicos relativos al campo electromagnético sus fuentes y características principales para aplicarlos en futuros problemas de la vida cotidiana. Analizar sistemas complejos de ingeniería en los cuales se deba plantear una solución adecuada a un problema dado con base en las leyes básicas del electromagnetismo. CONTENIDOS TEMA Unidad 1. INTRODUCCIÓN Reseña histórica. Objeto del electromagnetismo. El electromagnetismo y las demás ciencias. Unidad 2. LEY DECOULOMB. Carga y materia. Modelos atómicos. Electrización. Ley de Coulomb. Unidades. Propiedades de la carga: conservación y cuantización. Unidad 3. CAMPO ELECTRICO Definición y representación del campo eléctrico. Campo De una partícula cargada. Campo de un dipolo eléctrico, fuerza, torque y energía potencial de un dipolo eléctrico. Unidad 4. LEY DE GAUSS Repaso de cálculo vectorial: integral de superficie e integral de línea, teorema de la divergencia y teorema de stokes. Ley de Gauss. Potencial electrostático. Energía potencial electrostática. Ecuación de Poisson y de Laplace. Aplicaciones de la electrostática. Primer parcial. Unidad 5. CAPACITORESY DIELECTRICOS. Capacitancia y materiales dieléctricos . Mecanismos de Polarización. Capacitores como elementos de un circuito. Energía almacenada en el campo eléctrico. Polarización y desplazamiento, calculo de la susceptibilidad eléctrica. Unidad 6. LEY DE OHM. Corriente Y densidad de corriente Fuerza electromotriz y diferencia de potencial. Ley de Ohm. Resistencias como elementos de un circuito. Análisis de circuitos. Leyes de Kirchhoff. Carga y descarga de capacitores. Unidad 7. MAGNESTOSTATICA. Movimiento de una partícula cargada en campos eléctricos y magnéticos. Fuerza de Lorentz. Dinámica de partículas cargadas. Flujo magnético y ley de Gauss para campo magnético. Ley de biot y Savart. Ley de Ampere. Bobinas selenoidales y toroidales. Seccion de problemas para distribuciones de corriente. Medidas eléctricas. Puente de Wheastone. Segundo parcial Unidad 8. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y ECUACIONES DE MAXWELL: Ley de inducción de Faraday. Ley de Lenz y corriente de Foucault. Autoinducción e inductancia mutua. Transformadores. Propiedades magnéticas de la materia, calculo de la susceptibilidad magnética. Ecuaciones de Maxwell en forma integral y diferencial. Unidad 9. CIRCUITOS DECORRIENTE ALTERNA Y RESONANCIA. Circuito LC simple. Circuito RLC. Fasores y reactancias. Potencia en circuitos de CA Tercer parcial. 3 METODOLOGÍA: La asignatura se desarrollará siguiendo exposiciones magistrales semanales por parte del profesor, con apoyo de guías, talleres y consultas por parte de los estudiantes. Los profesores del curso de la asignatura electromagnetismo tendrán un coordinador asignado por el departamento, quien realizara las siguientes actividades junto con los profesores: acuerdo de temas para evaluaciones parciales conjuntas, evaluación semestral de los contenidos y desarrollo del curso y un informe semestral sobre dificultades de los estudiantes en cuanto a requisitos matemáticos para asumir el curso y preconceptos. El texto guía para desarrollo del curso y estudio será la Física de Alonso M. Y Finn, Volumen II SISTEMA DE EVALUACIÓN: Tres evaluaciones parciales individuales según calendario académico 20 % cada una para un total del 60%, más actividades propuestas por el profesor (quizzes), cuyo valor en los dos primeros cortes será del 15% cada uno, y del 10% para el corte final, para un total del 40 %. Las evaluaciones parciales podrán estar en formato de preguntas ECAES. BIBLIOGRAFIA BASICA: ALONSO, M. y FINN, E. J., Física, vol. II, Edición Revisada y Aumentada, Campos y Ondas, Fondo Educativo Interamericano, 1986. (TEXTO GUIA). SEARS F, ET. AL.. FISICA UNIVERSITARIA. VOLUMEN II. Pearson Educación, Mexico,1999. HALLYDAY, ET. AL.. FISICA.VOLUMEN II. CECSA (Compañía Editorial Continental S.A. De C.V.), 1992. SERWAY R. FISICA. VOLUMEN II. Mc Graw-Hill.1997. CHENG K. DAVID. Fundamentos de Electromagnetismo para Ingenieria. AddisonWesley Iberoamericana. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA Edward M. Purcell. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO. Berkeley Physics Course. Volumen 2. Mc Graw Hill International Editions. Physics Series. Bueche Frederick. FISCA PARA ESTUDIANTES DE CIENCIAS E INGENIERIACIENCIAS. Volumen II. Mc-Graw Hill libros. Mc Kelvey Jhon P, Grotch Howart. FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERIA. VOLUMEN II. Harla Harper & Row Latinoamericana. Feynman R, Leighton R, y Sands M. THE FEYNMAN LECTURES ON PHYSICS. VOLUMEN II. Electricidad y Magnetismo. DIRECCIONES ELECTRONICAS DE APOYO AL CURSO http://www.physics.umd.edu/deptinfo/facilities/lecdem/dia.htm http://hyperphysics.phy-astr.gsuedu/hbase/hframe.html http://www.project2061.org http://www.physics.uoguelph.ca/tutorials/tutorials.htm http://howthingswork.virginia.edu http://www.scehu.es/sbweb/fisica 4