1-Identificación 1.1. De la asignatura. 1.2 Del profesorado:

Transcripción

1 Universidad de Murcia Curso Académico 2010/11 Facultad Química Titulación de Licenciado en Física 1-Identificación 1.1. De la asignatura Nombre de la asignatura Laboratorio de Electromagnetismo Código 00N7 Curso / Grupos 3º / 1 Tipo Troncal Créditos LRU Teóricos: 0.5 Prácticos: 4 Estimación del volumen de trabajo del 4.5 alumno (ECTS)* Duración Cuatrimestral (2º) Idiomas en que se imparte Español 1.2 Del profesorado: Nombre y Apellidos Marta Rojo Martínez (coord.) María Carmen Sánchez Gómez Área/ Departamento Despacho y Facultad dónde se ubica. ElectromagnetisB1.1B.028 mo / Física Facultad de Química ElectromagnetisB1.1B.000A mo / Física Facultad de Química Teléfono Correo electrónico y página web Horario de atención al alumnado 1º C 2º C mrojo@um.es Lunes delunes y 16:30 a Miérco 18:30h y les de Miércole10 a s de 13h 11:30 a 13:30h mcsan@um.es Lunes y Miérco les de 11 a 14h 1

2 2-Presentación Esta asignatura de carácter troncal y eminentemente práctica, pretende introducir al alumno en las técnicas experimentales propias del Electromagnetismo, y complementar y reforzar los conocimientos teóricos adquiridos paralelamente en la asignatura de Electromagnetismo del mismo curso. Sus descriptores son: Naturaleza de los fenómenos físicos y su medida. Tratamiento de datos. Con esta asignatura se persiguen los siguientes objetivos: Conocer los fundamentos teóricos de los instrumentos básicos de medida en un laboratorio de Electromagnetismo Aprender a manejar dichos instrumentos Reproducir los experimentos fundamentales en Electromagnetismo, tales como los de Coulomb, Ampère, Faraday, Oesterd, etc. Realizar medidas de campos eléctricos y magnéticos Adquirir destreza en el montaje de circuitos eléctricos y en la medida de las magnitudes asociadas a los mismos Observar y medir los fenómenos asociados a la propagación de ondas electromagnéticas en medio libre Medir las características electromagnéticas de medios materiales Aprender a interpretar los resultados experimentales, a identificar las fuentes de error y a cuantificar la incertidumbre de las medidas, así como a presentar dichos resultados en tablas y gráficas. 3-Conocimientos previos Los alumnos deben tener conocimientos previos sobre las leyes de la Electricidad y el Magnetismo, circuitos eléctricos de corriente alterna y continua, ondas, tratamiento de datos experimentales y análisis de errores. Por tanto, es recomendable haber superado las asignaturas de Física General y Laboratorio de Física General de 1º, y cursar paralelamente la asignatura de Electromagnetismo de 3º. 2

3 4-Competencias - Aplicar sus conocimientos sobre los principios, técnicas e instrumentos de medida y los fenómenos de interés en Electromagnetismo - Realizar medidas de los diferentes tipos de magnitudes electromagnéticas en sus diferentes rangos y substratos - Realizar medidas de un conjunto suficiente de tipos de magnitudes electromagnéticas conociendo los principios físicos y la instrumentación de medida estándar - Saber caracterizar instrumentos básicos de medidas eléctricas y magnéticas, su limitación en función de su estabilidad, sensibilidad y exactitud, así como su interacción con los sistemas de trabajo - Evaluar los limites de los métodos de medida debidos a las interferencias, a la simplicidad de los modelos y a los efectos que se desprecian en el método de medida - Capacidad para desarrollar diversos experimentos, saber qué tipo de medida debe realizar y los pasos a seguir para minimizar los errores; analizar resultados y sacar conclusiones para dar un resultado final satisfactorio - Documentar un proceso de medida en lo que concierne a su fundamento, a la instrumentación que requiere y a las condiciones en las que es válido - Poder plasmar la experiencia de laboratorio mediante el desarrollo de una memoria de carácter científico y una exposición concisa y a la vez rica en el análisis de las condiciones experimentales y de los resultados - Realizar y conocer experimentos de fenómenos relevantes en Electromagnetismo. 5-Contenidos Teóricos: 1. Fundamentos Teóricos de metrología 2. Fundamentos Teóricos de los experimentos 3. Revisión de conceptos básicos de medida y análisis de errores 4. Revisión de circuitos eléctricos Prácticos: 1. Metrología Electromagnética Básica 2. Experimentos Fundamentales 3. Electrostática y Magnetostática 4. Circuitos eléctricos 5. Ondas electromagnéticas 6. Caracterización experimental de materiales 3

4 6-Metodología docente y Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS) 6.1-Metodología docente Clases teóricas Se orientarán hacia la explicación de los fundamentos teóricos de metrología y de los experimentos a realizar, y a la revisión de conceptos Clases prácticas de laboratorio Se desarrollarán bajo dos enfoques metodológicos diferentes: - Aprendizaje cooperativo: En la primera parte de la asignatura, los alumnos en parejas realizarán un conjunto de prácticas (prácticas dirigidas) para las que dispondrán del apoyo permanente del profesorado y de un detallado guión y donde debe reflejar el trabajo desarrollado (medidas, errores, gráficas, análisis de resultados, conclusiones, etc. ) - Aprendizaje autónomo dirigido: En la segunda parte de la asignatura, el alumno desarrollará autónomamente un trabajo experimental sobre un tema prefijado, con el apoyo y orientación de un profesor-tutor (prácticas tuteladas). Esta experiencia de laboratorio se recogerá en una memoria científica y se expondrá en clase. Tutorías: - Resolución de cualquier duda individual o en pequeños grupos - Seguimiento y dirección de los grupos de trabajo, supervisando y orientando más directamente las actividades desarrolladas en las prácticas El seguimiento tutorial se realizará tanto de forma presencial como a través de SUMA. 4

5 6.2-Estimación del volumen de trabajo del estudiante (ECTS) Laboratorio de Electromagnetismo Nº de alumnos: 11 Nº de grupos de Prácticas: 1 Créditos: 4.5 LRU=(4.5 ECTS) Nº de grupos de Tutorías: 6 Volumen de trabajo del alumno Actividad Hora presencial A Factor 1 B Trabajo Personal C (A x B) Volumen de trabajo D (A +C) CLASES TEÓRICAS Presentación de la asignatura Prácticas de exhibición Revisión de conceptos CLASES PRÁCTICAS Prácticas dirigidas Prácticas tuteladas Exposición de trabajos Otros TUTORÍAS Presencial individual Presencial en grupo Total Relación trabajo/ects / 4.5 créditos = 25h 7-Temporalización o cronograma Sesión Contenidos Presentación Martes 16 Febrero Viernes 19 Febrero Revisión de conceptos básicos de medida y análisis de errores Exhibición: EXPERIMENTOS BASICOS DE ELECTROMAGNETISMO Ejercicios de revisión de medida y análisis de errores Ejercicios de revisión de circuitos eléctricos Martes 23 Febrero Viernes 26 Febrero Metrología electromagnética básica: EL GALVANÓMETRO Metrología electromagnética básica: EL AMPERÍMETRO Martes 2 Marzo Metrología electromagnética básica: EL VOLTÍMETRO 1 Horas que el alumno necesita de estudio o preparación por cada una de las actividades propuestas. 2 Horas de trabajo del alumno por crédito ECTS. 5

6 Sesión Contenidos Viernes 5 Marzo Circuitos eléctricos: MEDIDA DE RESISTENCIAS Martes 9 Marzo Viernes 12 Marzo Martes 16 Marzo Martes 23 Marzo Viernes 26 Marzo Martes 13 Abril Cicuitos eléctricos: CARGA Y DESCARGA DE UN CONDENSADOR Electrostática : LINEAS DE CAMPO ELÉCTRICO Metrología electromagnética básica: OSCILOSCOPIO (I) Metrología electromagnética básica: OSCILOSCOPIO (II) Circuitos eléctricos: CIRCUITO RESONANTE SERIE LCR Caracterización de materiales: MEDIDA PERMITIVIDAD Viernes 16 Abril Caracterización de materiales: MEDIDA CONDUCTIVIDAD Martes 20 Abril Magnetostática: MEDIDA CAMPO B Viernes 23 Abril Martes 27 Abril Viernes 30 Abril Martes 4 Mayo Viernes 7 Mayo Martes 11 Mayo Del 12 al 30 de Mayo Del 1 al 5 de Junio Caracterización de materiales: CICLO DE HISTÉRESIS DE UN FERROMAGNÉTICO Experimentos Fundamentales: LEY DE FARADAY: INDUCCIÓN ENTRE SOLENOIDES Caracterización de materiales: CICLO DE HISTÉRESIS DE UN FERROMAGNÉTICO Experimentos Fundamentales: LEY DE FARADAY: INDUCCIÓN ENTRE SOLENOIDES ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (I) ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (II) Sesión de repaso / recuperación SESIÓN DE EVALUACIÓN REALIZACIÓN PRÁCTICAS TUTELADAS PRESENTACIÓN DE MEMORIAS Y EXPOSICIÓN DE LAS PRÁCTICAS TUTELADAS 6

7 8-Evaluación 1. Evaluación del aprendizaje: Instrumentos de evaluación Trabajo continuo Prueba sobre las prácticas dirigidas Criterios de evaluación Realización diaria de cuestiones teórico-prácticas relativas a las prácticas dirigidas - Dominio de los procedimientos experimentales - Dominio de los contenidos teóricos - Resultados obtenidos - Cálculo y expresión adecuada de los errores de magnitudes directas e indirectas - Empleo correcto de las unidades y las cifras significativas en el resultado de las medidas - Representación gráfica de los resultados experimentales - Análisis e interpretación de los resultados experimentales Ponderación 30% de la nota global de la asignatura 30% de la nota global de la asignatura Memoria y exposición de las prácticas tuteladas - Dominio de los procedimientos experimentales - Dominio de los contenidos teóricos - Resultados obtenidos - Cálculo y expresión adecuada de los errores de magnitudes directas e indirectas - Empleo correcto de las unidades y las cifras significativas en el resultado de las medidas - Representación gráfica de los resultados experimentales - Análisis e interpretación de los resultados experimentales - Conclusiones del experimento - Bibliografía - Claridad de la exposición: Grado de consecución del objetivo pedagógico y divulgativo - Tiempo de la exposición - Respuesta a las preguntas planteadas 40% de la nota global de la asignatura 7

8 Observaciones y/o recomendaciones: - Para que las distintas partes de que consta la evaluación sean compensables, es necesario obtener, como mínimo, un 30% de la calificación máxima en cada una de ellas. - La calificación de las prácticas tuteladas se conserva para otras convocatorias 2. Evaluación de la docencia A final de curso se realizará a los alumnos una encuesta de satisfacción con relación a los distintos aspectos de la asignatura. Esta información permitirá la mejora y adaptación permanente de la docencia de la asignatura. 9-Bibliografía recomendada: Mesures Électriques, Jacobs, P., Jadin, V., Dunod, 1968 Physique Practique Vol. I, Berty, Escaut, Marchand, Martin, Oustry, Librairie Vuibert, 1971 Laboratorio de Electricidad y Magnetismo, F. Nuñez, Ed. Urmo, 1972 Experimentos de Física, Meiners, Eppenstein, Moore, Ed. Limusa, 1980 A Laboratory Manual of Physics, Tyler, F., Hodder&Stoughton, 1977 Principles of Measurement and Instrumentation, Morris, A. S., Prentice- Hall, 1993 An Introduction to Error Analysis, Taylor, J.R., University Science Books, 1997 Instrumentación Electrónica Moderna y Técnicas de Medición, Cooper, W.D., Helfrick, A.D., Prentice Hall,