Electricidad y Magnetismo - Universidad del Magdalena

Universidad del Magdalena
Vicerrectoría de Docencia
Microdiseño Electricidad y Magnetismo
1 Ficha de Identificación
1.1
Código y Nombre del Curso
Electricidad y Magnetismo
1.2
Unidad Académica Responsable del Curso
PROGRAMA DE INGNENIERÍA ELECTRÓNICA
1.3
Ubicación curricular
Componente Curricular
Pre-Requisitos
FÍSICA
1.4
1.5
Co-Requisitos
FÍSICA MECÁNICA
CÁLCULO VECTORIAL
Créditos Académicos
Créditos
HAD
HTI
Proporción HAD:HTI
4
4
8
1:2
Descripción resumida del curso
Este curso esta diseñado para que sea impartido a estudiantes de ingeniería que hayan recibido las
nociones de la cátedra mecánica. Parte del tiempo planeado se utilizará para desarrollar clases
magistrales, tiempo durante el cual el objetivo principal es proporcionar a los estudiantes una
presentación clara y lógica de los conceptos avanzados de la física, y de esta manera, orientarlos
para que continúen desarrollando los hábitos de razonamiento lógico que se necesitan para
comprender su objetivo en la ingeniería. Durante este tiempo también se observará una amplia gama
de interesantes aplicaciones en el mundo real, para reforzar la comprensión de los conceptos. La otra
parte del tiempo será para que el estudiante estudie y complemente por si solo los temas planteados,
con el objetivo de que el futuro ingeniero aprenda a educarse de manera autónoma, y que al final de
su carrera, su capacidad, su rendimiento y comportamiento personal responda crítica y
constructivamente al acelerado progreso de la ciencia y la tecnología, y al cambio permanente de una
sociedad en vía de desarrollo.
1.6
Elaboración, Revisión y Aprobación
Elaboró
Revisó
Aprobó
2 Justificación
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Microdiseño Electricidad y Magnetismo
En los profundos cambios que surgen alrededor de la sociedad , la principal necesidad que surge,
es poder ofrecer una temática que complemente los requisitos incluyendo las aplicaciones de la
física, lo cual le va a permitir al futuro ingeniero comprender no solo los fenómenos naturales sino
también el desarrollo de esta ciencia y su aplicación a las ingenierías, desarrollo que se ha venido
dando a través de muchas décadas, además que logra estimular el interés del alumno y se le facilite
el trabajo de los temas mediante una exposición clara teniendo en cuenta el ámbito teóricoexperimental de esta ciencia.
3 Competencias a Desarrollar
3.1
Competencias Genéricas
Declarativo o Conceptual
Capacidad de definir planteamientos problémicos
para realizar cálculos que solucionen casos simples de ingeniería
Procedimental
Aplicar técnica de análisis apropiada para resolver problemas
Tomar datos de comportamientos de sistemas físicos
Esquemático
Argumentar resultados
Plantear modelos matemáticos coherentes y funcionales
Trazar esquemas de leyes físicas aplicadas a sistemas reales.
Estratégico
Proponer alternativas de solución basadas en teorías
Resolver problemas novedosos
3.2
Competencias Específicas
Identificar, analizar y comprobar fenómenos físicos.
4 Contenido y Estimación de Créditos Académicos
Unidades Temáticas
Temas
Tiempos
HAD
N
1
Nombre
I
CAMPO ELÉCTRICO I:
DISTRIBUCIONES
DISCRETAS DE CARGAS
Nombre
N
T
HTI
P
T
1,1 Carga Eléctrica
0,5
1
1,2 Conductores y Aislantes y Carga por Inducción
0,5
1
1,3 Ley de Coulomb
0,5
1
1,4 Campo Eléctrico
0,5
1
1,5 Líneas de Campo Eléctrico
0,5
1
0,5
1
1,6
Movimiento de Cargas Puntuales en Campos
Eléctricos
P
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Unidades Temáticas
Temas
Tiempos
HAD
N
Nombre
LABORATORIOS
2
II
CAMPO ELÉCTRICO II:
DISTRIBUCIONES
CONTINUAS DE CARGAS
Nombre
N
1
1,8 Problemas de Aplicación
0,5
1
1,1 Interacción de Cargas
2
2,2 Ley de Gauss
1
2
1
2
1
2
1
2
0,5
1
2,3
Cálculo del Campo Eléctrico Mediante la Ley de
Gauss
2,4 Carga y Campo en la Superficie de los Conductores
Deducción Matemática de la Ley de Gauss
(Opcional)
2,1 Cálculo del Campo Eléctrico y el Potencial Eléctrico
3,2 Potencial Debido a un Sistema de Cargas Puntuales
1
2
3,3 Energía Potencial Electrostática
1
2
1
2
1
2
1
2
0,5
1
3,4
Cálculo del Potencial Eléctrico: Distribuciones
Continuas
Superficies Equipotenciales, Distribución de Carga
y Ruptura Dieléctrica
3,1
Instrumentos de medición: Voltímetro,
Amperímetro, Reóstato y Osciloscopio
V
CORRIENTE ELÉCTRICA
0
0,5
1
4,2 Condensador Cilíndrico
0,5
1
4,3 Dieléctricos
0,5
1
4,4 El Almacenamiento de la Energía Eléctrica
0,5
1
1
2
0,5
1
4,6 Problemas de Aplicación
5
1
4,1 Condensador de Placas paralelas
4,5 Combinaciones de Condensadores
LABORATORIOS
0
1
3,7 Problemas de Aplicación
IV
CAPACIDAD, DIELÉCTRICOS Y
ENERGÍA ELECTROSTÁTICA
1
0,5
3,6
4
0
1
3,5 Campo Eléctrico y Potencial
LABORATORIOS
1
Cálculo del Campo Eléctrico Mediante la Ley de
2,1
Coulomb
3,1 Potencial Eléctrico y Diferencia de Potencial
III
POTENCIAL ELÉCTRICO
T
0,5
2,6 Problemas de Aplicación
3
P
1,7 Dipolos Eléctricos en Campos Eléctricos
2,5
LABORATORIOS
T
HTI
4,1 Potencial Eléctrico - Línea de Camppo Eléctrico
2
0
5,1 Corriente y Movimiento de Cargas
0,75
1,5
5,2 Ley de Ohm y Resistencia
0,75
1,5
P
2
2
2
4
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Microdiseño Electricidad y Magnetismo
Unidades Temáticas
Temas
Tiempos
HAD
N
Nombre
LABORATORIOS
Nombre
N
T
0,75
1,5
5,4 Combinaciones de Resistencias
0,75
1,5
5,5 Modelo Microscópico de la Conducción Eléctrica
0,75
1,5
5,6 Reglas de Kirchhoff
0,75
1,5
5,7 Circuitos RC
0,75
1,5
5,8 Amperímetros, Voltímetros y Ohmiómetros
0,75
1,5
5,9 Problemas de Aplicación
0,5
1
5,1 Capacitores: Carga y Descarga de un Capacitor
2
0
0,25
0,5
6,2
Movimiento de Cargas Puntuales en un Campo
Magnético
0,75
1,5
6,3
Pares de Fuerzas sobre espiras de Corriente e
Imanes
0,75
1,5
0,75
1,5
0,5
1
6,6 Campo Eléctrico Creado por Corrientes Eléctricas
0,5
1
6,7 Ley de Biot y Savart
0,5
1
6,8 Definición del Amperio
0,25
0,5
6,9 Ley de Ampère
0,5
1
6,1 Problemas de Aplicación
0,5
1
6,4 Efecto Hall
6
P
5,3 Energía en los Circuitos Eléctricos
6,1 Fuerza Ejercida por un Campo Magnético
VI
EL CAMPO MAGNÉTICO
T
HTI
6,5
Campo Magnético Creado por Cargas Puntuales
Móviles
P
4
6,1 Ley de Ohm
6,2 Resistencia en Serie y en Paralelo
LABORATORIOS
2
6,3 Ley de Kirchhoff
4
6,4 Ley de Inductancia
6,5 Ley de Faraday
7,1 Flujo Magnético
0,5
1
1
2
7,3 Ley de Lenz
0,5
1
7,4 Fem en Movimiento
0,75
1,5
7,5 Corriente de Foucault o Turbillonarias
0,75
1,5
7,6 Generadores y Motores
0,5
1
7,7 Inductancia
0,5
1
7,2 Fem Inducida y Ley de Faraday
7
VII
INDUCCIÓN MAGNÉTICA
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Microdiseño Electricidad y Magnetismo
Unidades Temáticas
Temas
Tiempos
HAD
N
Nombre
Nombre
N
7,8 Circuitos LR
7,9 Energía Magnética
7,1 Problemas de Aplicación
T
HTI
P
T
0,75
1,5
1
2
0,5
1
P
7,1 Solenoide
7,2 Circuitos de Corriente Continua
LABORATORIOS
3
7,3
6
Magnetismo - Diamagnetismo
7,4 Transformadores
7
VIII
MAGNETISMO EN LA MATERIA
LABORATORIOS
9
IX
CIRCUITOS DE CORRIENTE
ALTERNA
8,1 Imantación y Susceptibilidad Magnética
0,5
1
8,2 Momentos Magnéticos Atómicos
0,5
1
8,3 Paramagnetismo
0,5
1
8,4 Ferromagnetismo
0,5
1
8,5 Diamagnetismo
0,75
1,5
8,6 Problemas de Aplicación
0,5
8,1,
Campo Magnético-Imanes
0,5
1
9,2 Corriente Alterna en Bobinas y Condensadores
0,5
1
9,3 Fasores
0,5
1
9,4 Circuitos LC y LCR sin Generador
0,5
1
9,5 Circuitos LCR con un Generador
0,75
1,5
9,6 Transformadores
0,75
1,5
1
2
0,5
1
10,1 Corriente de Desplazamiento de Maxwell
0,5
1
10,2 Ecuaciones de Maxwell
0,5
1
1
2
1
2
10,5 Espectro Electromagnético
0,75
1,5
10,6 Problemas de Aplicación
0,5
1
9,8 Problemas de Aplicación
10
0
9,1 Corriente Alterna en una Resistencia
9,7 Rectificación y Amplificación
X
ECUACIONES DE MAXWELL Y
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
1
2
Ecuación de Onda para las Ondas
10,3
Electromagnéticas
10,4
Energía y Cantidad de Movimiento en una Onda
Electromagnética
50
14
100
4
28
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5 Propuesta Metodológica
FASE DE PLANTEAMIENTO: se propone una metodología acorde a la exigencia del medio universitario
profesional del individuo, de tal manera que el docente planeara y desarrollara actividades que fomenten la
interacción estudiante-profesor y la participación en el trabajo grupal, la investigación y el trabajo individual,
entre otros.
FASE DE ORIENTACIÓN: Se expondrá de manera breve la temática a tratar y seguidamente se hará una
prueba escrita u oral, para ver que conoce el estudiante del tema a tratar y con base en los resultados se
proyectara la clase, ya sea de manera magistral o con la participación del estudiante.
FASE DE AFIANZAMIENTO: Para esta fase se programaran talleres y trabajos de investigación en el aula y
fuera de ella, de manera que se irán suministrando gradualmente guías de trabajo y temas de investigación que
le permitan al estudiante afianzar la temática vista en las clases magistrales.
QUÉ SE EXIGE DEL ESTUDIANTE: Lectura comprensiva de textos escritos, revistas e información en base de
datos.Consulta permanente de fuentes de información.(Internet como un recurso tecnológico para estimular el
aprendizaje, ampliar y complementar los contenidos, posibilitando que el estudiante desarrolle temas de
investigación) Actitud analítica y crítica frente a los diversos temas tratados.
6 Estrategias y Criterios de Evaluación
EVALUACIÓN CUALITATIVA: Entrega y desarrollo de guías de ejercicios y talleres para que los estudiantes al
trabajarlos individualmente o en grupo, desarrollen capacidad de trabajo, estrategias de solución de problemas,
hábitos y técnicas de estudio propias de las disciplinas matemáticas.
EVALUACIÓN CUANTITATIVA: Tipos de prueba: Se establecen dos exámenes parciales y un examen final.
Los valores correspondientes a las pruebas escritas son:
Primer Examen Parcial ------------------ 30% de la nota definitiva. (150 Puntos)
Segundo Examen Parcial
----------------30% de la nota definitiva. (150 Puntos)
Examen Final
------------------ 40% de la nota definitiva. (200 Puntos)
Los valores de las pruebas escritas (primer y segundo parcial, examen final) serán divididos en común acuerdo
con los estudiantes, mediante quiz, talleres, control de lectura, exposiciones, participación y proyectos de
aplicación.
7 Recursos Educativos
N
Nombre
Justificación
1
Salones de clase bien acondicionados,
2
Salas de Internet
actualizados.
3
Conferencistas invitados
4
Ayudas audiovisuales tales como video Beam,
proyectores
5
Laboratorio de Física de la Universidad
6
Computadores para la realización de prácticas
de:
Mecánica,
Fluido,
Ondas
y
Electromagnetismo a través del Sciencie
Workshop
7
Biblioteca
central
con
textos
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8 Referencias Bibliográficas
8.1
Libros y materiales impresos disponibles en la Biblioteca y Centros de Documentación de la Universidad
Física, Vol. II, P. Tippler, Reverte.
Física para ciencias e Ingeniería, Tomo II, R. Serway y R. Beichner. McGraw-Hill.
Física para ciencias e Ingeniería, Vol. II, P. Fishbane, S. Gasiorowicz y S. Thornton, - Prentice-Hall.
Física Vol.II, Susan M. Lea y Jhon Robet Burke, Internacional Thonson Editores
Física Vol. II, Alonso y Finn, Fondo Educativo Interamericano.
Física para ciencias e Ingeniería, Vol. II, Mc Kelvey-Grotch, Harla S. A.
[1]
8.2
Libros y materiales digitales disponibles en la Biblioteca y Centros de Documentación de la Universidad
[2]
8.3
Documentos y Sitios Web de acceso abierto a través de Internet
[3]
8.4
Otros Libros, Materiales y Documentos Digitales
[4]
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