UNIVERSIDAD LIBRE FACULTAD DE INGENIERIA SYLLABUS

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1 PROGRAMA: Ingeniería-Ciencias Básicas UNIVERSIDAD LIBRE Área de formación: Física Asignatura: Electricidad y magnetismo Código: Semestre: Cuarto N de créditos: 4 Horas presenciales: 64 Horas independientes: 32 Tipo de asignatura T TP X P Carácter asignatura O x E OP Prerrequisitos: Física Mecánica, Física Térmica (excepto para ingeniería de sistemas), Cálculo Diferencial, Cálculo Integral. Fecha de actualización: Julio 2016 Convenciones: T-Teórica, TP-Teórica Practica, P-Practica, O-Obligatoria, E-Electiva, OP-Optativa Justificación La física como ciencia fundamental para el desarrollo de cualquier programa curricular en ingeniería permite desarrollar competencias (cognitivas, técnicas y formativas) y evidenciar procesos conceptuales, investigativos y tecnológicos que sirven para orientar al futuro ingeniero en su formación hacia entornos empresariales, industriales, y académicos. En coherencia con el PEI de la universidad se proyecta que el estudiante de ingeniería tenga la habilidad de explicar, modelar, matematizar, interpretar y trascender en problemas y soluciones propios de la fenomenología presente en la naturaleza y aplicaciones ingenieriles. Con este propósito se propone la asignatura de electricidad y el magnetismo, espacio académico donde se analizarán: conceptual, experimental y matemáticamente; ideas sobre la carga, modelos atómicos, interacciones (ley de Coulomb, Ley de Gauss, Ley de Biot-Savart, Ley de Ampére-Maxwell y Ley de Inducción de Faraday ) ideas sobre campo, aplicaciones de las teorías y rangos de validez de estos constructos conceptuales. Competencias Básicas Competencias del área Interpreta el lenguaje de la física (fenómenos, principios, teorías y leyes) a partir de la lectura de documentos científicos, para argumentar con coherencia de manera escrita y oral las leyes de la naturaleza. Desarrolla razonamientos físico-matemáticos a partir de análisis de gráficas, relación de variables, interpretación de situaciones prácticas o experimentales, para implementarlos en el desarrollo propio de la ingeniería. Valora positivamente la importancia de utilizar los razonamientos físico-matemáticos empleando el lenguaje, los conceptos, la abstracción y los modelos de la física, con la finalidad de desarrollar la actitud crítica y propositiva frente a la función del ingeniero en la sociedad. Competencias Genéricas

2 Utiliza los conocimientos adquiridos de la física como herramienta para el análisis y solución de problemas en el campo de la ingeniería. Maneja adecuadamente las relaciones interpersonales a partir del trabajo en equipo y la autoregulación con el propósito de contribuir a su formación integral como ingeniero. Apropia los conocimientos de la física, como ciencia inherente y fundamental en ingeniería, implementándolas en su formación para contribuir en el desarrollo de su perfil profesional innovador, propositivo, ético y de liderazgo. Competencias específicas de la asignatura Cognitiva Praxitiva Actitudinal Identifica los principios Utiliza y conjuga Promueve una formación ética fundamentales de las leyes adecuadamente las y consciente a través del físicas asociadas al herramientas matemáticas, el acercamiento a las lenguaje simbólico y las implicaciones sociales y comportamiento eléctrico construcciones conceptuales profesionales que los y/o magnético de la de los principios físicos del desarrollos en ingeniería materia, para poder entender electromagnetismo y sus conllevan para su futuro aporte y acceder aun mas al aplicaciones, con el fin de integral como ingeniero en la conocimiento científico y hacer mas exequible el sociedad y el medio ambiente. tecnológico. conocimiento construido por la comunidad científica. Desarrolla destrezas que permitan trabajar en equipo, Correlaciona los conocimientos adquiridos en física con otras áreas como la biología, la química y las diferentes ingenierías, con el propósito de contextualizar y aportar un ambiente propicio para la investigación y/o solución de problemas reales. Analiza los resultados de las prácticas experimentales a la luz de los referentes teóricos que se abordan en el espacio académico, para contrastar los desarrollos teóricos y prácticos del electromagnetismo. Evalúa las leyes fundamentales de la electricidad y el magnetismo en la solución de problemas de la vida cotidiana, contrastando y verificando constantemente hipótesis y teorías. Propone soluciones enmarcadas en modelos científicos para analizar y resolver situaciones experimentales y del mundo real que involucren conocimientos sobre el electromagnetismo. planteando alternativas de solución a una problema y generando una conciencia reflexiva entorno al dialogo de saberes y la argumentación de propuestas, que le permitan respetar el disentir y la concertación de ideas a partir de argumentos técnicos y científicos. Refleja actitudes que le permitan adaptarse al cambio, para fortalecer habilidades con las que pueda enfrentarse a las necesidades específicas en un contexto social y profesional, a partir de un reconocimiento crítico y reflexivo del papel de la física en la ingeniería. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RECURSOS

3 La metodología está enmarcada en el modelo pedagógico de la Universidad Libre (autoestructurante). Desde esta perspectiva, se proponen actividades que propician la comunicación y el aprendizaje significativo de los conceptos y herramientas necesarias para la comprensión y solución de problemas asociados. En esta asignatura, además se proponen clases magistrales acompañadas de prácticas de laboratorio, que tienen como objetivo complementar los conocimientos y conceptos trabajados desde la discusión teórica, los estudiantes hacen una lectura previa del tema y es presentado en clase. Se plantean trabajos extra clases de los tópicos a ver, junto con talleres y quices durante la clase. CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA No EJE TEMÁTICO SUBTEMAS DESEMPEÑOS 1 Electrostática. Carga Eléctrica y propiedades. Ley de Coulomb Campo Eléctrico Campo eléctrico de distribuciones discretas y continuas de carga. Líneas de campo. Movimiento de cargas en campos eléctricos Ley de Gauss Reconoce las propiedades básicas de la carga eléctrica, sus propiedades y sus interacciones. interpreta y resuelve problemas teóricos y experimentales que relacionen campo, fuerza y carga. Fortalece la capacidad de análisis y predicción de las leyes que rigen la electrostática debido a las situaciones problemáticas tanto teóricas como experimentales que se proponen en la clase. 2 Potencial eléctrico y capacitancia. Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico de distribuciones de carga. Diferencia de potencial Definición y cálculo de la capacitancia. Combinaciones de capacitores Relaciona los conceptos de potencial eléctrico, diferencia de potencial eléctrico, energía potencial eléctrica y trabajo para diferentes distribuciones de carga. Establece la dinámica de una partícula cargada eléctricamente en un campo eléctrico homogéneo, haciendo uso de conceptos de energía, trabajo y potencial eléctrico. Describe el principio de funcionamiento de un condensador y la influencia de su simetría. Analiza el efecto y propiedades de un material dieléctrico dentro de una capacitancia.

4 Resuelve problemas que involucren asociación de condensadores en serie y/o en paralelo. 3 Corriente eléctrica y circuitos de D.C. Modelos de conducción eléctrica. La ley de Ohm. Energía, potencia, y trabajo eléctrico. Circuitos DC para la asociación de resistencias en serie y en paralelo. Conceptualiza e interpreta las definiciones de corriente eléctrica, conducción y resistencia. Describe la Ley de Ohm y reconocer los dispositivos que obedecen a esta. Hace mediciones y realiza cálculos para predecir y corroborar variables como: corriente, voltaje y resistencia en circuitos simples realizados en el laboratorio 4 Magnetismo Revisión histórica, e interpretación de los conceptos relacionados con el magnetismo. Interacción del campo magnético con partículas eléctricamente cargadas y sus aplicaciones tecnológicas. Interacción del campo magnético con corrientes eléctricas (fuerza, torques y momentos magnéticos). Fuentes de campo magnético. Ley de Ampère y sus aplicaciones. Flujo y circulación del campo magnético. Describe y reconoce las diversas fuentes de campo magnético. Matematiza y conceptualiza las interacciones magnéticas que están presentes en la naturaleza y en la tecnología. Diserta sobre las ventajas y los peligros de la utilización de fuentes de campos magnéticos en las aplicaciones de la vida cotidiana. Diferencia el modelo que se presenta en la comunidad científica del escenario real, identificando además rangos de validez, paradigmas, desarrollo histórico y avance tecnológico. 5 Inducción Leyes de Faraday y de Lenz. Identifica los principios básicos que gobiernan el funcionamiento de

5 PRIMER CORTE Parcial 50% Laboratorio 20% Trabajo en clase 30% UNIVERSIDAD LIBRE Autoinductancia e inductancia mutua y su relación con la C.A. Trabajo asistido: Ley de Faraday e Inducción electromagnética. CRITERIOS DE EVALUACIÓN motores, generadores, y transformadores. Explica la naturaleza de la autoinducción eléctrica y su efecto en un circuito de corriente alterna. SEGUNDO CORTE Parcial 50% Laboratorio 20% Trabajo en clase 30% CORTE FINAL Examen final 50% Laboratorio 20% Trabajo en clase y/o prueba interna 30% Para las asignaturas cas el % de la práctica es del 20% FUENTES DE INFORMACIÓN O REFERENTES (DIGITALES E IMPRESOS) Textos Guía SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 1. Décima tercera Edición. Editorial Addison Wesley Longman. México SERWAY y JEWETT. Física Para ciencias e ingenierías Vol 1. México. Editorial Thomson sexta edición. Douglas G Giancoli. Fisica principios con aplicaciones, cuarta edición, Editorial Prentice Hall TIPLER PAUL A. Physics for scientists and engineers fourth edition. Witfreeman and company / worthpublishers. New York Textos Complementarios Resnick Robert y Halliday David. Física I 5a edicion Ed. CECSA Lea Susan y Burke John. Física la Naturaleza de las Cosas. Volumen I. Ed. International Thomson Editores

6 Giancoli. Física: Principios y Aplicaciones. Ed Prentice Hall. Mexico 2010 Bases de Datos - Biblioteca de la Universidad Libre - Redalyc - ScienceDirect - Scielo - Scopus Webgrafía García, Ángel Franco.: Física con ordenador. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar Jeferson J. Arenzon. FIS 181. Laboratorio Interactivo Fu-KwunHwang. Virtual PhysicsLaboratory