ESCUELA: UNIVERSIDAD DEL ISTMO

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1 1.-IDENTIFICACIÓN ESCUELA: UNIVERSIDAD DEL ISTMO CLAVE: 3034 GRADO: ING. EN COMPUTACIÓN, TERCER SEMESTRE TIPO DE TEÓRICA / PRÁCTICA ANTECEDENTE CURRICULAR: OBJETIVO GENERAL Proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para analizar y comprender los fenómenos eléctricos y magnéticos presentes en la naturaleza, los cuales son de vital importancia en la comprensión de las propiedades a nivel atómico de los diferentes materiales y el funcionamiento de los diferentes dispositivos electrónicos. 3.- UNIDADES 1. Ley de Coulomb;. Campo eléctrico; 3. Ley de Gauss; 4. Potencial eléctrico; 5. Capacitancia y dieléctricos; 6. Corriente, resistencia y fem; 7. Campos magnéticos; 8. Fuentes de campo magnético; 9. Ley de Faraday. 4.- TIEMPO ASIGNADO Y CRÉDITOS DE LA ASIGNATURA. TEORÍA PRÁCTICA TOTAL SEMANA 4 6 SEMESTRE CRÉDITOS 8 HOJA 1 DE 14

2 5.- CONCENTRADO POR UNIDAD UNIDADES CARGA POR UNIDAD EN TEORÍA PRÁCTICA TOTAL 1. Ley de Coulomb Campo eléctrico Ley de Gauss Potencial eléctrico Capacitancia y dieléctricos Corriente, resistencia y fem OBJETIVOS POR UNIDAD Analizar las fuerzas que actúan sobre cargas estáticas y distribuciones de carga Explicar los efectos de la intensidad de campo eléctrico debido a la carga eléctrica y distribuciones de carga Explicar el flujo eléctrico a través de la superficie cerrada aplicar la ley de Gauss a distribuciones carga simétricas Explicar potencial y diferencia de potencia eléctrico, calcular el gradiente de potencial Explicar la naturaleza de los materiales dieléctricos y las condiciones de frontera. Explicar la capacitancia Explicar los términos de corriente eléctrica, resistencia, voltaje y su relación en la ley de Ohm. Definir la fuerza electromotriz. HOJA DE 14

3 CARGA POR UNIDAD EN UNIDADES TEORÍA PRÁCTICA TOTAL 7. Campos magnéticos OBJETIVOS POR UNIDAD Definir y explicar el campo magnético, sus características y naturaleza. 8. Fuentes de campo magnético Explicar y aplicar la ley de Biot-Savart, la ley de Ampere, flujo magnético y la ley de Gauss en campos magnéticos. 9. Ley de Faraday Explicar la ley de Lenz, ley de Faraday asi como los campos magnéticos inducidos. HOJA 3 DE 14

4 6.- S 1. Ley de coulomb. Analizar las fuerzas que actúan sobre cargas estáticas y distribuciones de carga 1.1. Carga eléctrica Conservación de carga eléctrica Ley de Coulomb Sistemas de cargas puntuales Distribuciones continuas de carga Conductores y aisladores. Realizar análisis vectorial de la fuerza que realizan un conjunto de cargas en el espacio Realizar prácticas sobre la Ley de Coulomb Analizar diversas distribuciones de carga en coordenadas cartesianas, esféricas y cilíndricas Diapositivas Computadora y software de simulación. Equipo del de HOJA 4 DE 14

5 . Campo eléctrico. Explicar los efectos de la intensidad de campo eléctrico debido a la carga eléctrica y distribuciones de carga.1. Definición de campo eléctrico. 1.. Líneas de campo eléctrico..3. Campo eléctrico producido por cargas puntuales..4. Campo eléctrico producido por un dipolo eléctrico..5. Cálculo de campos eléctricos debidos a distribuciones de carga. 4 4 Calcular el campo eléctrico que generan cargas puntuales en el espacio tridimencional Calcular en campo eléctrico debido a distribuciones lineales, superficies y volumétricas de carga Diapositivas Equipo del de HOJA 5 DE 14

6 3. Ley de gauss. Explicar el flujo eléctrico a través de la superficie cerrada aplicar la ley de Gauss a distribuciones carga simétricas 3.1. Flujo eléctrico. 3.. Derivación de la ley de Gauss Aplicaciones de la ley de Gauss. 5 Demostrar la relación entre flujo y cargas eléctricas Realizar una práctica sobre flujo eléctrico Utlizar el teorema de la divergencia aplicado a la ley de Gauss Descubrir la primera ecuación de Maxwell Diapositivas Equipo del de HOJA 6 DE 14

7 4. Potencial eléctrico. Explicar potencial y diferencia de potencia eléctrico, calcular el gradiente de potencial 4.1. Definición de potencial eléctrico para sistemas de cargas puntuales. 1 Resolver problemas sobre potencial y diferencia de potencial eléctrico Diapositivas 4.. Potencial eléctrico debido a distribuciones de carga continuas Obtención de E a partir del potencial eléctrico Diferencia de potencial Energía potencial electrostática de un sistema de cargas puntuales. 1 Comprobar la característica de campo conservativo del potencial eléctrico Calcular E como el gradiente de V Calcular la enegía almacenada para un campo de potencial V Equipo del de 4.6. Energía asociada a un campo eléctrico. 1 HOJA 7 DE 14

8 5. Capacitancia y dieléctricos. Explicar la naturaleza de los materiales dieléctricos y las condiciones de frontera. Explicar la capacitancia 5.1. Definición de capacitancia. 5.. Ejemplos de cálculo de capacitancia Capacitores conectados en serie y en paralelo Energía almacenada en el campo eléctrico en un capacitor cargado Dieléctricos Polarización de la materia Analizar la existencia del efecto capacitivo Realizar una práctica sobre capacitancia Calcular el efecto de capacitores en serie y paralelo Analizar la importancia de los dieléctricos en el diseño de capacitores Diapositivas Equipo del de 5.7. Campo eléctrico debido a la materia polarizada. 1 Analizar la importancia de la polarización 5.8. Capacitores con dieléctrico. HOJA 8 DE 14

9 6. Corriente, resistencia y voltaje. Explicar los términos de corriente eléctrica, resistencia, voltaje y su relación en la ley de Ohm. Definir la fuerza electromotriz Cargas en movimiento y corriente eléctrica. 6.. Densidad de corriente Resistencia y Ley de Ohm Potencia en circuitos eléctricos. 3 Resolver problemas sencillos con la ley de Ohm Analizar la forma puntual de la ley de Ohm y la forma simple Calcular resistencia para diversos tipos de cables Calcular consumo de potencia en resistencias. Comprobarlas en el Diapositivas y videos Equipo del de HOJA 9 DE 14

10 7. Campos magnéticos. Definir y explicar el campo magnético, sus características y naturaleza. Analizar la importancia y el 7.1. Definición de campo magnético. 1 origen del magnetismo 7.. Fuerza de Lorentz Fuerza magnética sobre un conductor que conduce corriente eléctrica Torca magnética sobre una espira con corriente eléctrica en un campo magnético externo. 3 Calcular la magnitud y dirección de la fuerza en un conductor en el que circula una corriente Diapositivas Equipo del de HOJA 10 DE 14

11 8. Fuentes de campo magnético. Explicar y aplicar la ley de Biot-Savart, la ley de Ampere, flujo magnético y la ley de Gauss en campos magnéticos Ley de Biot-Savart Aplicaciones de la Ley de Biot-Savart Ley de Ampere Aplicaciones de la Ley de Ampere Flujo magnético Dipolo magnético (imán) y momento dipolar magnético. 1 Resolver problemas de cáculo de H dado una correinte lineal Realizar una práctica sobre la ley de Biot-Savart y la ley de Ampere Utilizar el teorema de Stokes para cáculo de la corriente I. Diapositivas y videos Equipo del de 8.7. Ley de Gauss para campos magnéticos. HOJA 11 DE 14

12 9. Ley de Faraday. Explicar la ley de Lenz, ley de Faraday y campos magnéticos inducidos Ley de Faraday. 9.. Aplicaciones de la Ley de Faraday Ley de Lenz Fems inducidas y campos eléctricos inducidos. 4 Resolver problemas de inducción magnética Realizar una práctica sobre la ley de Faraday Diapositivas Equipo del de HOJA 1 DE 14

13 7.- APOYO BIBLIOGRÁFICO TEXTO BÁSICO: Física Vol., David Halliday, Robert Resnick, Quinta edición, Editorial CECSA, 003. Física Tomo II, Campos y ondas, Marcelo Alonso, Edward J. Finn Editorial ddison Wesley México 1987 Campos Electromagnéticos, R. K. Wangsness, Editorial Limusa, Electricidad y Magnetismo, G. A. Jaramillo Morales, A. A. Alvarado Castellanos,Segunda edición, Editorial Trillas, TEXTO DE CONSULTA: Electricity and Magnetism volume II, Edward M Purcell, Segunda edición, Editorial McGraw-Hill, Física: la Naturaleza de las Cosas, Vol. II, Susan M. Lea, John Robert Burke, Editorial Thomson, 001. Física para Ciencias e Ingeniería Vol. II, Gettys, Keller, Skove, Segunda edición, Editorial Mc Graw Hill, 005. Física para Ciencias e Ingeniería Vol. II, John P. Mckelvey, Howard Grotch, Editorial Harla, EVALUACIÓN Al inicio del curso el profesor indicará el procedimiento de evaluación, el cual deberá comprender las evaluaciones parciales y la ordinaria. El promedio de las calificaciones parciales representará el 50 % de la calificación final y el examen ordinario, el otro 50 %. Las evaluaciones deberán ser por escrito y en su caso con apoyos orales y prácticos. Para tener derecho a cada evaluación, el alumno deberá cumplir con un mínimo de 85 % de asistencia. A criterio del profesor serán considerados los trabajos de investigación, tareas, exposiciones, proyectos y participación en clases. Las evaluaciones parciales y la final, se efectuarán de acuerdo al calendario vigente, en los días y horas publicados por el Departamento de Servicios Escolares. HOJA 13 DE 14

14 MC.Francisco Rubén Castillo Soria ELABORÓ M. en C. Daniel Pacheco Bautista Vo.Bo. M en C. Víctor Manuel Martínez Rodríguez APROBÓ FECHA DE ELABORACIÓN: FECHA DE APROBACIÓN: 04 de septiembre de 009 HOJA 14 DE 14

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