01 1. datos generales 2. distribución del tiempo académico 3

GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
PROGRAMAS:
Departamento de Ciencias
Básicas/División de Ingenierías
Arquitectura y Química Ambiental
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 1 de 8
PLAN DE ESTUDIOS:
ACTA DE COMITÉ ACADEMICO:
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
BÁSICAS
01
1. DATOS GENERALES
ASIGNATURA:
Campos y Ondas Electromagnéticas
COMPONENTE: Obligatorio
CAMPO: Ciencias Básicas
MODALIDAD:
PRESENCIAL
X
CÓDIGO:
ÁREA/MÓDULO:
Física
VIRTUAL
CRÉDITOS
ACADÉMICOS:
4
SEMESTRE:
IV
BIMODAL
PRERREQUISITOS/CORREQUISITOS:
Cálculo Diferencial MAT101001, Álgebra Lineal MAT101002, Cálculo Integral MAT102001, Cálculo
Vectorial MAT 103001, Mecánica y Laboratorio FIS102001, Electricidad y Magnetismo FIS103001
FECHA DE ELABORACIÓN:
28 julio de 2014
VERSIÓN:
FECHA DE ACTUALIZACIÓN:
30 de Enero de 2015
1
2. DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO ACADÉMICO
TIEMPO DE ACOMPAÑAMIENTO
DOCENTE
Horas/semana:
6
Horas teóricas:
4
Horas prácticas:
2
Horas/semestre:
96
TIEMPO DE TRABAJO
INDEPENDIENTE ESTUDIANTE
TOTAL TIEMPO
TRABAJO ACADÉMICO
Horas/semana:
6
192 Horas/semestre
Horas/semestre:
96
N° DE SEMANAS
16
3. JUSTIFICACIÓN
El curso de Campos y Ondas Electromagnéticas, es la asignatura que precede al curso de Electricidad
y Magnetismo, cuyo objetivo consiste en que el estudiante profundice en sus conocimientos de las
leyes de la Teoría Electromagnética, basadas en las Leyes de Maxwell, con el fin de proveer la base
necesaria para el estudio y comprensión sistemático de la propagación de ondas, del funcionamiento de
las antenas, los circuitos de transmisión incluyendo las guías de onda, la generación y usos de las
microondas y en general en las aplicaciones tecnológicas relacionadas con el manejo de redes y
sistemas informáticos. En este sentido, esta asignatura constituye una base conceptual y práctica que
servirá de base a asignaturas más específicas del campo de las telecomunicaciones.
Las aplicaciones tecnológicas derivadas de los fenómenos electromagnéticos son de gran importancia,
por esto es fundamental que el estudiante en su formación técnica y tecnológica estudie los conceptos,
principios y leyes que rigen la electricidad, el magnetismo y las ondas electromagnéticas, con el ánimo
de comprender su utilidad en la vida cotidiana, de explicar y utilizar los avances científicos y
tecnológicos que en estos campos se están presentando.
Todo lo anterior permitirá al estudiante conocer la importancia que esta ciencia tiene en su formación
profesional, no sólo por el conocimiento que contiene, sino por su potencialidad como formadora de
pensamiento y su capacidad para relacionarse e interactuar con múltiples disciplinas.
11/11/2010
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 2 de 8
4. METAS DE APRENDIZAJE


Interpretar las ecuaciones de Maxwell, con el fin de que el estudiante comprenda cómo a partir de
la propagación de las ondas electromagnéticas se explica el funcionamiento de la mayoría de los
equipos de telecomunicaciones.
Generar a partir del trabajo colaborativo y el aprendizaje autónomo estudiantes con alta capacidad
crítica que puedan comprender y responder a las problemáticas actuales de las
telecomunicaciones.
5. PROBLEMAS A RESOLVER











¿Bajo qué condiciones será solenoidal e irrotacional un campo vectorial?
¿En qué condiciones es útil la ley de Gauss para determinar la intensidad de campo eléctrico
asociado a una distribución de carga?
¿Cuáles son las condiciones en la frontera de las componentes tangencial y normal del campo
eléctrico y la densidad de corriente en la superficie de separación entre dos medios?
¿Cuál es la relación entre el potencial magnético vector y el flujo magnético a través de un área
determinada?
¿Cómo las ecuaciones de Maxwell están asociadas con las ondas electromagnéticas?
¿Qué constituye un campo electromagnético y de qué manera se relacionan el campo eléctrico y
magnético en los distintos materiales?
¿Cuál es el significado físico del vector de Poynting?
¿Cuál es la relación entre los coeficientes de reflexión y transmisión?
¿Bajo qué condiciones los coeficientes de reflexión y transmisión para la polarización perpendicular
serán iguales a los de la polarización paralela
¿Cuál es la diferencia entre una línea de transmisión y una red eléctrica?
¿De qué factores depende la impedancia de entrada de una línea de transmisión?
6. COMPETENCIAS
Competencia de énfasis
Interpreta cuantitativa y cualitativamente los fenómenos asociados a campos eléctricos y magnéticos,
sus fuentes y características con el fin de proporcionar las bases teórico-científicas para abordar casos
referentes a sistemas de generación, transformación y distribución de la energía eléctrica, el
almacenamiento y procesamiento de la información, utilizando las leyes de la teoría electromagnética.
Competencias específicas





Presenta la teoría electromagnética como un todo coherente con énfasis en la unidad de los
fenómenos eléctrico y magnético, tanto en sus bases físicas como en la descripción matemática de
las mismas.
Relaciona la teoría electromagnética con el mundo práctico de la ingeniería moderna y de sus más
recientes desarrollos.
Suministra la base necesaria para el estudio sistemático de la propagación de ondas, de las
antenas, los circuitos de transmisión incluyendo las guías de onda, la generación y usos de las
microondas, la microelectrónica y la electrónica del estado sólido, etc.
Cubre los aspectos fundamentales de la teoría electromagnética hasta un nivel que permita a los
alumnos leer y comprender literatura sobre tópicos específicos y técnicas de diseño en el amplio
campo de la electrónica y las telecomunicaciones.
Desarrolla la estructura lógico-deductiva de la teoría electromagnética, desde un punto de vista
macroscópico, usando el Sistema Internacional de Unidades y partiendo de las ecuaciones de
Maxwell.
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 3 de 8
Competencias genéricas
Comunicación en Lengua Materna:
Explica desde la apropiación de las teorías y conceptos de los Campos y Ondas electromagnéticas
los fenómenos del entorno utilizando presentaciones que hacen uso de las tecnologías de la
información y las técnicas de la comunicación oral.
Elabora de forma clara, coherente y organizada textos escritos sobre temas relacionados con los
campos y ondas electromagnéticas utilizando ideas críticas y creativas que contribuyen a ampliar
los conceptos y teorías argumentadas en clases teóricas y prácticas
Comunicación en Inglés
Entiende las ideas principales de textos para comunicarse y relacionarse elementalmente con otras
culturas de acuerdo con la globalización de las fuentes de información cuya lengua es el inglés.
Comenta con sus compañeros artículos escritos en inglés sobre temáticas de la asignatura para
avanzar en el dominio de otra lengua requisito indispensable para el estudiante de ingeniería y las
exigencias de una sociedad globalizada
Pensamiento Lógico Analítico
Resuelve problemas propios de la asignatura usando variables matemáticas que contribuyen al
desarrollo del pensamiento lógico analítico y a una mayor interpretación de los Campos y Ondas
Electromagnéticas
Interpreta la información presentada en gráficas, tablas y esquemas y a partir de esta hace
inferencias utilizando cálculos cuantitativos y procedimientos matemáticos propios de la asignatura
Pensamiento Ciudadano
Asume el rol ciudadano desde su posición como integrante y parte activa de la comunidad
estudiantil tomasina con el fin de ejercer y respetar en pro de la sociedad los derechos humanos y la
constitución política colombiana.
Asume su rol colaborativo como participante en grupos de trabajo académico aportando su saber y
responsabilidad para la consecución de objetivos, el análisis de problemas y el logro de los
resultados exigidos en la tarea a desarrollar.
Ciencia Tecnología y Manejo de la Información
Analiza y evalúa críticamente la información y sus fuentes, y la utiliza de manera eficiente para
cumplir una tarea específica.
Busca, analiza, procesa e incorpora información especializada obtenida por medio de la Internet
para la ejecución de tareas específicas.
Utiliza en forma debida la Internet para la comunicación, colaboración y participación en redes.
Utiliza el computador para producir material en diferentes formatos (texto, gráficos, videos,
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 4 de 8
hipertextos).
7. DISCIPLINAS QUE SE INTEGRAN
Física, Cálculo, Álgebra
8. TEORÍAS Y CONCEPTOS
Análisis Vectorial









Operaciones Elementales con vectores: Suma y resta.
Producto vectorial: Producto punto, producto cruz. Productos de tres vectores.
Sistemas de coordenadas ortogonales: Sistema cartesiana, cilíndrico y esférico.
Gradiente de un campo escalar.
Divergencia de un campo vectorial.
Teorema de la divergencia.
Rotacional de un campo vectorial.
Teorema de Stockes.
Clasificación de los campo y teorema de Helmholtz.
Campos Eléctricos y Magnéticos Estáticos
Electrostática




Carga Eléctrica. Distribuciones de Carga.
Campo y Fuerza Eléctrica. Ley de Gauss.
Potencial eléctrico.
Relación entre campo y potencial Eléctrico
Campos Eléctricos en el Espacio Material





Propiedades de los materiales conductores y semiconductores. Corrientes de Conducción.
Conductividad. Ley de Ohm.
Propiedades de los materiales dieléctricos. Polarización dieléctrica.
Capacitancia.
Problemas de potencial con valor en la frontera: Ecuación de Poisson y Laplace.
Campos Magnetostáticos





Ley de Biot-Savart.
Ley de los circuitos de Ampere. Aplicaciones.
Potenciales Magnéticos.
Propiedades magnéticas de los materiales. Magnetización.
Inductancia e inductores.
Campos Variables con el Tiempo y Ecuaciones de Maxwell



Descripción General.
Ley de Faraday de la Inducción Electromagnética.
Ecuaciones de Maxwell.
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO




VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 5 de 8
Solución de la ecuación de Onda para el campo eléctrico y magnético.
Campos con dependencia armónica en el tiempo.
Uso de fasores
El espectro electromagnético.
Ondas Electromagnéticas Planas







Descripción General.
Ondas electromagnéticas planas en medios sin pérdidas: Efecto Doppler. Ondas Transversales
Electromagnéticas. Polarización de Ondas Planas.
Ondas electromagnéticas planas en medios con pérdidas: Dieléctricos de pequeñas pérdidas.
Buenos conductores.
Velocidad de Grupo.
Flujo de potencial electromagnético y vector de Poynting.
Incidencia normal de ondas planas sobre planos de discontinuidad: Incidencia normal sobre un
buen conductor.
Incidencia Oblicua de ondas planas sobre planos de discontinuidad: Reflexión total. Polarización
perpendicular. Polarización paralela. Ángulo de Brewster de no reflexión.
Líneas de Transmisión




Ecuaciones generales de la línea de transmisión.
Parámetros de la línea de transmisión.
Características de la onda en una línea de transmisión infinita.
Características de la onda en una línea de transmisión finita.
9. METODOLOGÍA
Para desarrollar los procesos de formación académica de los estudiantes a partir del modelo
pedagógico de la Universidad Santo Tomás, seccional Bucaramanga se aplicarán las siguientes
estrategias metodológicas de la enseñanza que facilitarán su proceso de aprendizaje
Clase Participativa: Con lo cual se pretende generar al estudiante un espacio interactivo que permita
tanto la fundamentación necesaria en cada uno de los temas como la aprehensión del conocimiento;
espacio que se construye desde escenarios simulados por el profesor, en el cual las preguntas,
permitirán al estudiante especular sobre sus saberes y presaberes haciendo de su clase un ejercicio de
participación activa que facilita el aprendizaje.

Desarrollo de Prácticas de Laboratorio: De esta manera se logra un ejercicio de liderazgo,
trabajo colaborativo, tolerancia, responsabilidad, desarrollo del pensamiento creativo al presentar o
sustentar los resultados de las prácticas.

Solución de problemas en clase. Esta actividad constituye un buen complemento, puesto que le
permite al estudiante comenzar a afianzar la teoría previamente presentada y en compañía de otros
estudiantes implementan un trabajo colaborativo que los lleva a un aprendizaje autónomo.

Tutorías: Guiadas por el profesor. Los alumnos pueden realizar consultas para aclarar dudas y
afianzar sus conocimientos y encontrar otras formas de acercamiento con el docente fuera del aula
de clase.
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 6 de 8

Uso de hardware y software especializado: Para que el estudiante experimente numéricamente
mediante simulación los diferentes sistemas dinámicos abordados en la asignatura.

Discusión, análisis y aplicación de determinados tópicos referentes a la asignatura, mediante el
cual los estudiantes pueden formular soluciones, exponer sus ideas en el aula, y posteriormente
aplicarlo en sus materias complementarias.

Evaluación de los temas expuestos. Bajo su supervisión y guía del docente estimulando a los
estudiantes a la apropiación de los fundamentos expuestos en el aula de clase.

Tiempo independiente. Existen trabajos que el estudiante debe realizar en un tiempo adicional al
de las horas de clase y que serán orientados por el docente.
10. EVALUACIÓN
Para aprobar esta asignatura se requiere la participación activa y constructiva de cada estudiante en las
sesiones de clase, el estudio independiente constante, así como la presentación de las evidencias de
aprendizaje solicitadas por el profesor en el desarrollo de la asignatura.
En el desarrollo de esta clase se hará uso de la autoevaluación, la cual se desarrollará al inicio de cada
tema y tiene como finalidad conocer si los estudiantes dominan los presaberes que han adquirido sobre
cada una de los tópicos tratados en clase. La heteroevaluación la llevará a cabo el profesor y se
realizará tomando en cuenta las evidencias de aprendizaje y criterios de evaluación que se mencionan
a continuación:
Como criterios de aprendizaje cada estudiante deberá mostrar:



Participación permanente en las clases presenciales, respuesta preguntas, solución de
problemas y ponencias
Actitud colaborativa y crítica ante los planteamientos de problemas que resulten durante el
desarrollo de la clase.
Manifestaciones claras, a través de diseños de prototipos gráficos y en maquetas, sobre la
comprensión de los principios y teorías y las maneras de utilizar este conocimiento en
situaciones cotidianas.
Los evidencias de evaluación para valorar las evidencias presentadas son:



Desarrollo de talleres sobre problemas fisicomatemáticos.
Elaboración de informes de laboratorio.
Argumentaciones orales y/o escritas utilizando un lenguaje técnico apropiado, mostrando una
comprensión de la clase, de las lecturas recomendadas y de los problemas planteados.
 Solución a las evaluaciones diseñadas por el docente para cada corte académico.
.
Para establecer la valoración del desempeño del estudiante se utilizará una calificación numérica
teniendo en cuenta los parámetros y porcentajes que se muestran a continuación
CORTES
1º (35%)
2ª (35%)
FORMAS DE EVALUACIÓN
(70%) Evaluación del corte
(10%) Trabajos, Quices, Talleres
(20%) Laboratorio
(70%) Evaluación del corte
(10%) Trabajos, Quices, Talleres
FECHAS DE CORTE
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 7 de 8
(20%) Laboratorio
3ª (30%)
(70%) Evaluación del corte
(5%) Trabajos, Quices, Talleres
(20%) Proyecto de clase (Opcional)
(5 %) Laboratorio
Las fechas de corte serán asignadas de acuerdo al cronograma semestral de la universidad.
1. RECURSOS
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Electricidad y Magnetismo Básico

SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería. Ed. CENGAGE Learning.
2008.

YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna. Vol II.. Ed AddisonWesley. 2009.

TIPLER, P y MOSCA, G. Física para la Ciencia y la Tecnología. Vol II, parte II. Ed Reverté 2010.
Ondas Electromagnéticas

CHENG, David K. Fundamentos De Electromagnetismo Para Ingeniería. Ed. Pearson. 1997.

DUBROFF, Richard E. Electromagnetismo: Conceptos Y Aplicaciones. Ed.: Prentice-Hall.1997

HAYT, W y BUCK, J. Teoría Electromagnética. Ed Mc Graw Hill. 2010.

SADIKU, M. Elementos de Electromagnetismo. Ed. Alfaomega. 2005
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

FEYNMAN, Richard P. FISICA. Ed. Addison-Wesley Iberoamericana, S.A., 1987.

GIRDLESTONE, R y COWAN, D. Ondas electromagnéticas: Cómo descubrirlas. Ed Kier. 2000.

VALVERDE, J. M. Ondas electromagnéticas en medios dieléctricos. Grupo editorial Universitario.
2007.

JORDAN, E. y BALMAIN, K. Ondas electromagnéticas y sistemas radiantes. Ed. Paraninfo. 1973.
GESTIÓN DEL CONOCIMIENTO APRENDIZAJE Y DOCENCIA
PLAN DE ASIGNATURA / SEMINARIO / MÓDULO
VERSIÓN 04
CODIGO F-GD-02
Página 8 de 8
ENLACES DE INTERÉS
1. www.rococo.ele.cie.uva.es/
2. www.colos.fcu.um.es/gemm/
3. www.gea-es.org/electromagnetismo/
4.
5.
6.
7.
www.if.fing.edu.uy/cursos/electro/
www.dicom.unican.es/espanol/departamentos/electromag/
www.lafacu.com/apuntes/fisica/electromag/
www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/
MEDIOS AUDIOVISUALES
http://www.youtube.com/watch?v=CtyaKwK3RIg
http://www.youtube.com/watch?v=I1uE_PHF1G0&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=vfy0XqJQQpk&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=-r1OdpLJSrA&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=N09yx41SPAA&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=80bODxOg1QA&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=rMi925bkAAs
http://www.youtube.com/watch?v=Zi4kXgDBFhw&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=YeFUa7HlYPo&feature=related
SOFTWARE, AULAS VIRTUALES Y OTROS ESPACIOS ELECTRÓNICOS
Para el desarrollo de problemas se emplean los siguientes software:
MATLAB, SCILAB, GNU OCTAVE, PROTEUS, PSPICE, CIRCUIT-MAKER, EAGLE, WOLFRAM
MATHEMATICA