Datos de la materia Nombre de la materia: Clave de la materia: Liga al programa de la asignatura: Electricidad y Magnetismo

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1 Datos de la materia Nombre de la materia: Clave de la materia: Liga al programa de la asignatura: Electricidad y Magnetismo F s a desarrollar: 1. Realizar experimentos para demostrar y adquirir. de la materia. 3. Construir y aplicar modelos matemáticos para representar un fenómeno susceptible a ser modelado. 4. Proponer soluciones creativas e innovadoras en la realización de proyectos. Datos del grupo y docente Horario : Salón: Nombre del/la docente: M. en C. Marcela M. Villegas Garrido mvillega@itesm.mx Datos de contacto: Aulas I, Planta Baja, Objetivo general de la asignatura: Aplicar los conceptos eléctricos y magnéticos para el análisis y descripción del funcionamiento de dispositivos electromagnéticos.

2 Políticas generales para el desarrollo del curso: En el salón. 1.- El profesor de la materia es la autoridad dentro del salón..- El profesor de la materia supervisa y controla todas las actividades que se desarrollan en el salón y aquéllas relacionadas con la materia fuera del salón. 3.- Las clases dentro del ITESM-CEM deben comenzar siempre 5 minutos después de la hora de entrada y terminar 5 minutos antes de la hora de salida. Se toma asistencia en cada clase. 4.- No existen retardos y el que no asista no podrá justificar su falta por ningún motivo. 5.- No se pueden consumir alimentos y bebidas dentro del salón. 6.- No se pueden usar teléfonos celulares ni dispositivos electrónicos (radiolocalizadores, ipods, ipads, etc.) durante el horario de clase. Las calculadoras y computadoras serán utilizadas durante las sesiones como material de trabajo bajo la autorización expresa del profesor. 7.- Al salir deben dejarse las bancas debidamente ordenadas. 8.- No existen recesos ni permisos dentro del horario para abandonar el salón, salvo en situaciones de fuerza mayor. 9.- Cualquier situación no contemplada en estas políticas se regirá por el reglamento general del Campus o de s (ver Art , 5, 53, 60, 61 y otros del reglamento general de s) De la evaluación. Exámenes parciales: Los exámenes parciales son de carácter departamental y se elaborarán con preguntas de final abierto, donde se considerará para su evaluación: orden, desarrollo lógico, respuesta, limpieza, etc. Examen final. El examen final será departamental y consistirá de preguntas de final abierto de todo el curso, donde se considerará para su evaluación: orden, desarrollo lógico, respuesta, limpieza, etc.. Tareas: Las tareas se entregan en clase en la fecha estipulada por el profesor, deben contener: nombre, matrícula, grupo y enunciados de los y ejercicios, además deberá estar engrapada.

3 Actividades: Las actividades se entregan en la plataforma. La forma de evaluación seguirá las políticas de las tareas. Otros 1.- Durante los exámenes está prohibido transmitir o recibir información, así como intercambiar objetos. La violación de ello se castiga con la nota DA (deshonestidad académica) en el parcial y en la materia si se trata del examen final. Invariablemente esta nota va al expediente académico..- Durante los exámenes solamente podrán ser usadas calculadoras básicas. El uso de cualquier otro tipo de equipo electrónico durante los exámenes deberá ser autorizado expresamente por el profesor. 3.- La copia de tareas y/o trabajos invalida a las mismas y se considera DA en el expediente académico. 4.- En caso de indisciplina o violación de las políticas del o del reglamento general de s el profesor podrá amonestar y/o aplicar medidas correctivas al estudiante en cuestión. Si la falta lo amerita podrá remitir al estudiante a comité disciplinario. (ver Art. 37, 38, 60 y 61 del reglamento general de s). 5.- Los s suspendidos por tesorería, servicios escolares o sin derecho no pueden presentar examen, salvo PREVIA autorización. 6.- Si un examen no se presenta, se deberá solicitar al director de carrera el examen extemporáneo durante los tres días posteriores a la siguiente clase a que se asista, a menos que la causa sea suspensión por tesorería, de acuerdo con el reglamento. 7.- La calificación mínima aprobatoria es de Para tener derecho a presentar el examen final se requiere tener un mínimo de 88% de asistencias (inasistencias equivalentes al número s en semanas). Si al finalizar el curso el tiene un promedio igual o superior a 85 puede presentar el examen final con sólo el 8% de asistencias (inasistencias equivalentes al número s en 3 semanas). 9.- El no cumplimiento del inciso anterior amerita la nota SD (sin derecho) en la materia; una vez terminadas las clases el profesor no podrá realizar cambios en el número de faltas por lo que te sugerimos administres y revises tus faltas en los reportes parciales El acceso a la plataforma tecnológica de la materia (Blackboard o WebTec) se realizará a través del portal del sistema.

4 GUÍA DE INSTRUCCIÓN No. de sesió n Fech a Objetivos de Aprendizaje para el desarrollo de competencias institucionales Contenidos Actividades de instrucción Recursos de Apoyo Tipos de Evidenc ia de aprendi zaje Instrumentos de Evaluación 1 Ley de Coulomb. 1.1 Carga eléctrica Definir el concepto de carga eléctrica, su conservación y cuantización. de la materia 4 Realizar un proyecto que integre el primer tercio de su carrera Ley de Coulomb. 1.. Principio de superposición Aplicar la ley de Coulomb a un grupo de cargas puntuales y a distribuciones continuas de carga. Proyecto Integrador. Construcción de un sistema de iluminación fotovoltaico. Investigación documental. Se inicia con una investigación documental del tema asignado y la construcción de un cronograma de actividades. (Línea de tiempo). Bibliografí a sugerida en el document o del proyecto. Problema s resueltos por el del proyecto Lista de cotejo

5 3 4 Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Densidades de carga. 1.3 Densidades de carga para diferentes geometrías Definir el concepto de densidad de carga lineal, superficial y volumétrica. Densidades de carga. 1.4 Aplicaciones de las densidades de carga a varias distribuciones geométricas Aplicar el concepto de densidad de carga lineal, superficial y volumétrica en la solución de. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 5 de la materia Campo eléctrico. 1.5 Campo Eléctrico Resolver de campo eléctrico producido por distribuciones de cargas discretas.. Problem as resuelto s por el 1 Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimiento s a través de prácticas de laboratorio Ley de Coulomb y Campo Eléctrico. Modalidad demostración ejecución Práctica de laboratorio de mediciones eléctricas. Manual de la práctica de la práctica Guía de observación

6 6 Campo eléctrico. 1.5 Campo eléctrico Resolver de campo eléctrico producido por distribuciones de cargas continuas. Modalidad de síntesis. Con la participación del grupo resolver para finalizar el tema. 3 Construir y aplicar modelos matemáticos para representar un fenómeno susceptible a ser modelado Simulación de Campo Eléctrico El desarrollará en Excel una simulación de un modelo físico y matemático para resolver un problema de Campo Eléctrico CD con la simulaci ón en Excel. Guía de observación 7 8 Ley de Gauss..1 Flujo eléctrico..1.1 Definir los conceptos de flujo eléctrico, superficie cerrada, superficie gaussiana y carga neta encerrada. Primer Examen Parcial Ley de Gauss.. Ley de Gauss..1 Calcular el flujo eléctrico para una superficie considerando campos Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción.

7 eléctricos variables y constantes. 9 de la materia Ley de Gauss..3 Aplicaciones de la ley de Gauss a varias distribuciones de carga..3.1 Resolver de campo eléctrico usando la ley de Gauss en conductores y dieléctricos para diferentes geometrías.. Problem as resuelto s por el 1 Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimiento s a través de prácticas de laboratorio Ley de Gauss. Modalidad demostración ejecución Práctica de laboratorio de Electrostática. Manual de la práctica de la práctica Guía de observación 10 Potencial eléctrico. 3.1 Conceptos de potencial, diferencia de potencial, volt, campos conservativos, superficie equipotencial y energía potencial electrostática Definir los conceptos de potencial, diferencia de potencial, volt, campos conservativos, superficie equipotencial y energía potencial electrostática.

8 11 Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Potencial eléctrico. 3. Relación entre el potencial eléctrico y el campo eléctrico Obtener el potencial eléctrico a partir del campo eléctrico y viceversa. 3.. Determinar la energía potencial electrostática para una distribución de cargas puntuales dadas las posiciones de éstas. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 1 4 Realizar un proyecto que integre el primer tercio de su carrera de la materia Proyecto Integrador. Potencial eléctrico. 3.3 Potencial eléctrico debido a distribuciones de cargas discretas y continuas Calcular el potencial eléctrico generado por distribuciones de carga discretas y continuas. Entrega parcial. Retroalimentación de la modelación del problema, ajuste en el cronograma de actividades e inicio de la construcción del sistema fotovoltaico.. Bibliograf ía sugerida en el documen to del proyecto. del proyect o Proble mas resuelto s por el Lista de cotejo 13 Capacitores. 4.1 Capacitancia y tipos de capacitores Definir los conceptos de capacitancia, farad, capacitores de placas paralelas, dieléctrico, constante dieléctrica, capacitores

9 cilíndricos y esféricos. 4. Combinaciones de capacitores Obtener la capacitancia equivalente, la carga y el voltaje de un arreglo de capacitores conectados en serie o en paralelo. 14 Capacitores. 4.3 Energía almacenada en un capacitor cargado Calcular la energía almacenada en un capacitor cargado. 4.4 Capacitores con dieléctricos Calcular la capacitancia, la carga y la diferencia de potencial en un capacitor con material dieléctrico. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 1 Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimiento s a través de prácticas de laboratorio Capacitores. Modalidad demostración ejecución Práctica de laboratorio de Capacitancia y Potencial. Manual de la práctica de la práctica Guía de observación 15 Capacitores. 4.5 Densidad de carga inducida en dieléctricos Determinar la densidad de carga inducida en la superficie de un dieléctrico. Problem as resuelto s por el

10 de la materia. Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey 3 Construir y aplicar modelos matemáticos para representar un fenómeno susceptible a ser modelado Simulación de Capacitores El desarrollará en Excel una simulación de un modelo físico y matemático para resolver un problema de Capacitores. CD con la simulaci ón en Excel. Guía de observación Segundo Examen Parcial 16 Corriente y resistencia. 5.1 Corriente y su relación con el movimiento de portadores de carga Definir los conceptos corriente eléctrica, densidad de corriente, velocidad de arrastre, densidad de portadores de carga, resistencia, resistividad y conductividad eléctrica. 5. Velocidad de arrastres y densidad de portadores de carga 5..1 Determinar la velocidad de arrastre y la densidad de portadores de carga en diferentes conductores. 5.. Calcular la resistencia y la variación de la resistividad con la

11 temperatura. 17 de la materia Corriente y resistencia. 5.3 Ley de Ohm Establecer la relación entre la corriente y el voltaje a través de un conductor óhmico. 5.4 Circuitos eléctricos de corriente directa Calcular la corriente eléctrica, la potencia disipada y el voltaje en los elementos de un circuito eléctrico.. Problem as resuelto s por el 1 Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimiento s a través de prácticas de laboratorio Corriente y Resistencia. Modalidad demostración ejecución Práctica de laboratorio de Corriente y Resistencia. Manual de la práctica de la práctica Guía de observación 18 Circuitos de corriente directa. 6.1 Circuitos con resistores múltiples conectados en serie o en paralelos Analizar circuitos con resistores múltiples, conectados en serie y en paralelo. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción.

12 19 4 Realizar un proyecto que integre el primer tercio de su carrera Circuitos de corriente directa. 6.1 Circuitos con resistores múltiples conectados en serie o en paralelos Analizar circuitos con resistores múltiples, conectados en serie y en paralelo. Proyecto integrador. Entrega parcial. Construcción de la matriz de leds e integración con los paneles fotovoltaicos Bibliograf ía sugerida en el documen to del proyecto. del proyect o Lista de cotejo 0 Circuitos de corriente directa. 6. Circuitos RC Analizar circuitos con múltiples resistores y capacitores. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 1 de la materia Circuitos de corriente directa. 6. Circuitos RC Analizar circuitos con múltiples resistores y capacitores.. Problem as resuelto s por el 1 Realizar experimentos para demostrar y adquirir conocimiento s a través de prácticas de laboratorio Circuitos de corriente directa. Modalidad demostración ejecución Práctica de laboratorio de circuitos RC. Manual de la práctica de la práctica Guía de observación.

13 Campo Magnético. 6.1 Conceptos de campo magnético, líneas de campo magnético y sus unidades Definir: campo de inducción magnético, líneas de inducción magnética, tesla y gauss. 6. Flujo magnético y Ley de Gauss para el magnetismo Definir el concepto de flujo magnético y sus unidades 6.. Calcular el flujo magnético para una superficie que considere campos magnéticos variables y constantes 3 Campo Magnético. 6.3 Movimiento de partículas cargadas en campos magnéticos Determinar el movimiento de partículas cargadas en presencia de un campo magnético constante externo y su relación con el ciclotrón Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 4 Campo Magnético. 6.4 Fuerza magnética sobre un conductor con corriente Calcular la fuerza magnética ejercida sobre un conductor que transporta una corriente en presencia. Problem as resuelto s por el

14 de la materia Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey de un campo magnético externo. 6.5 Fuerza y torca magnética sobre un circuito con corriente Determinar la fuerza y la torca magnética sobre un circuito que transporta una corriente 5 Fuentes de campo magnético. 7.1 Campo magnético de una carga en movimiento Calcular el campo magnético debido a una carga en movimiento. 3 Construir y aplicar modelos matemáticos para representar un fenómeno susceptible a ser modelado Simulación de Campo Magnético El desarrollará en Excel una simulación de un modelo físico y matemático para resolver un problema de Campo Magnético. CD con la simulaci ón en Excel. Guía de observación Tercer Examen Parcial 1 Realizar experimentos para demostrar y adquirir Campo Magnético. Modalidad demostración ejecución Práctica de laboratorio de Magnetismo y Óptica. Manual de la práctica de la práctica Guía de observación

15 conocimiento s a través de prácticas de laboratorio Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey 6 Fuentes de campo magnético. 7. Ley de Biot-Savart y sus aplicaciones Determinar el campo magnético generado por un elemento de corriente. 7.. Aplicar la ley de Biot-Savart al cálculo del campo magnético producido por distribuciones de corriente. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 7 Fuentes de campo magnético. 7.3 Ley de Ampere y sus aplicaciones Definir la ley de Ampere Aplicar la ley de Ampere al cálculo del campo magnético producido por distribuciones de corriente y su aplicación a solenoides y toroides. 8 de la materia Fuentes de campo magnético. 7.4 Fuerza entre líneas de corriente paralelas Calcular la interacción magnética entre dos alambres rectos y largos que transportan corrientes.. Proble mas resuelto s por el

16 9 4 Realizar un proyecto que integre el primer tercio de su carrera Proyecto integrador. Inducción electromagnética. 8.1 Observaciones experimentales y la ley de Faraday Discutir las observaciones experimentales que condujeron a la ley de inducción electromagnética 8. Ley de Lenz 8..1 Interpretar la ley de Lenz 8.. Aplicar las leyes de Lenz y la ley de Faraday en la solución de. Entrega del reporte y exposición del proyecto. Los s deberán cargar la batería de automóvil por varias horas para poder iluminar el estacionamiento de piedritas durante varios minutos. Bibliograf ía sugerida en el documen to del proyecto. del proyect o Lista de cotejo 30 Inducción electromagnética. 8.3 Fem de movimiento Calcular la fuerza electromotriz inducida por el movimiento de un conductor en un campo magnético externo. Técnica de diálogo discusión, modalidad de interacción. 31 de la materia Inducción electromagnética. 8.4 Campos eléctricos inducidos por campos magnéticos variables Determinar el campo eléctrico inducido debido a campos magnéticos variables. 8.5 Generador eléctrico Analizar el funcionamiento de. Proble mas resuelto s por el

17 un generador eléctrico. 3 Ecuaciones de Maxwell Definir la corriente de desplazamiento Analizar las ecuaciones de Maxwell en su forma integral y sus implicaciones físicas. Metodología de enseñanza-aprendizaje (breve descripción de cómo se desarrollará el curso): Técnicas didácticas: - Resolución de Problemas, Aprendizaje Colaborativo, Aprendizaje basado en y Aprendizaje basado en proyectos.. Las actividades de aprendizaje y otras técnicas didácticas son: - Exposición del profesor y de los s - Actividades para desarrollar las competencias disciplinares. - Prácticas de laboratorio. - Actividades demostrativas en el salón s. - Capacidad de observación. - Investigación de tópicos relacionados con los temas del curso. - Realización del proyecto integrador. s disciplinares: - Realizar experimentos para demostrar y adquirir - de la materia. - Construir y aplicar modelos matemáticos para solucionar. - Proponer soluciones creativas e innovadoras en la realización de proyectos.

18 Intención del curso en el contexto general del plan de estudios Es un curso de nivel básico que tiene la intención de desarrollar en el la habilidad de resolución de de electromagnetismo mediante la aplicación de los y leyes fundamentales de la Física; la comprensión de los conceptos de la Física relacionados con el electromagnetismo a través del análisis teórico y práctico de los fenómenos físicos; la capacidad de observación y la habilidad de relacionar los eventos físicos de la vida cotidiana con los conceptos de la Física. Requiere previos de cálculo diferencial e integral en una y varias variable. Bibliografía obligatoria y/o básica: texto: W. Bauer y G. Westfall. Física para Ingeniería y Ciencias. Volumen II, editorial Mc Graw Hill. REFERENCIAS ADICIONALES: R. Serway y J. Jewett. Física para ciencias e ingeniería, volumen, séptima edición., editorial Cengage 008. Tipler P. A., y Mosca G., Física para la ciencia y la tecnología, Quinta edición, Volumen II, editorial Reverté. H. Young y R. Freedman. Física Universitaria, volumen, decimosegunda edición, editorial Pearson. Sistema de evaluación: Calificaciones parciales: Primeros tres periodos parciales Examen departamental de 5 80% Tareas y actividades del curso 0% Examen final: Examen departamental acumulativo de 10 incisos 100% Calificación final: Tres exámenes parcial 45% Laboratorio 10% Proyecto integrador 0% Examen final 5% Síntesis curricular de tu profesora: Licenciatura en Física y Matemáticas de la Escuela Superior de Física y Matemática del Instituto Politécnico Nacional. Maestría en Ingeniería Nuclear de la Escuela Superior de Física y Matemática del Instituto Politécnico Nacional. Experiencia Docente:

19 - Profesor Auxiliar en la Maestría de Ingeniería Nuclear de la Escuela Superior de Física y Matemática. - Profesor de Tiempo Parcial en la Universidad Autónoma Metropolitana, Plantel Azcapotzalco. - Profesor de Planta del del ITESM. Experiencia Profesional: - Jefe del Área de Comportamiento del Núcleo en la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias. - Jefe del Área de Sistemas del Reactor en la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias. Jefe del Departamento de Normas y Reglamentos en la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias.