Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de Competencias Profesionales Periodo escolar: Agosto Diciembre 2017

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1 Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de s Profesionales Periodo escolar: Agosto Diciembre 2017 Nombre de la asignatura: Electricidad y Magnetismo Plan de estudios: ITIC Clave de la asignatura: TIC-1011 Horas teoría horas prácticas créditos: Caracterización de la asignatura La asignatura aporta las competencias al perfil del Ingeniero en Tecnologías de la Información y comunicaciones para diseñar, implementar y administrar redes de cómputo y comunicaciones para satisfacer las necesidades de información de las organizaciones con base en modelos y estándares internacionales y diseñar e implementar dispositivos con software embebido para aplicaciones de propósito específico. El conocimiento y la comprensión de los fenómenos Eléctricos y Magnéticos son fundamentales para el análisis de los circuitos eléctricos y electrónicos aplicados a los sistemas de comunicaciones, derivándose de esto su importancia. La asignatura establece las bases que les permiten a los estudiantes conocer los principios físicos de la electrostática, la electrodinámica, el magnetismo y el electromagnetismo; para su aplicación en el manejo de equipos, su influencia en el ambiente y la visión en el uso de las actuales tecnologías de comunicaciones. Para cursar la asignatura se requiere de las habilidades para resolver problemas aplicando el cálculo diferencial e integrales de línea, superficie y volumen adquiridas en las asignaturas de Cálculo Diferencial y Cálculo Integral. Así mismo aporta competencias relacionadas con la comprensión de los fenómenos eléctricos y magnéticos requeridos en la asignatura de Circuitos Eléctricos y Electrónicos.

2 2. Intención didáctica El Tema uno aborda el concepto de Carga Eléctrica, ya sea como distribución discreta o continua, se continua con el campo eléctrico, producido por cargas puntuales y de distribución continua de cargas (lineal, superficial y volumétrica), aplicando el principio de superposición de la Ley de Coulomb. Luego se estudia la Ley de Gauss mediante el concepto de Flujo del Campo Eléctrico para diferentes simetrías. Se desarrolla el concepto de Potencial Eléctrico y la Diferencia de Potencial. Se analizan las propiedades de los dieléctricos y condensadores (capacitores). Se estudian los fenómenos eléctricos en carg as puntuales en movimiento a través de un conductor. El segundo tema aborda cargas en movimiento y aplica las leyes de la teoría de circuitos eléctricos para analizar circuitos y comprobar las leyes de Ohm y de Kirchhoff. En los temas tres y cuatro, abarcan los efectos del campo magnético, las fuentes que lo producen y las Leyes Fundamentales del Electromagnetismo, mediante las ecuaciones de Maxwell, como una teoría que enfoca dos aspectos del mismo fenómeno. Es importante ofrecer escenarios distintos, ya sean construidos, artificiales, virtuales o naturales. En el transcurso de las actividades programadas es muy importante promover que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su hacer futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional, de igual manera, aprecie la importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y la curiosidad, la puntualidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y la autonomía. El docente además de ser un motivador permanente en el proceso educativo deberá ser facilitador en el proceso de aprendizaje del estudiante al promover el uso de las herramientas digitales para la adquisición de las competencias establecidas en la asignatura.. de la asignatura Comprende cuantitativamente y cualitativamente fenómenos físicos de electricidad y magnetismo para la resolución de problemas.

3 4. Análisis por competencias específicas No.: 1 Descripción: Aplica las leyes básicas de la electrostática y utiliza herramientas computacionales para su Verificación. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Actividades de aprendizaje (que hace el alumno) Actividades de enseñanza (que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 1. Electrostática 1.1. La carga eléctrica y sus propiedades Aislantes, conductores y semiconductores. Verifica los conceptos de carga, campo eléctrico y potencial de forma práctica dentro del laboratorio 1.. Ley Coulomb. Resuelve problemas Exponer la teoría y de los conceptos de carga y campo eléctrico y explicar la solución de problemas del tema. Comprobar las formas de cargar eléctricamente un cuerpo. Comprobación de las Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar Conocimientos generales básicos Solución de problemas Interpersonales: Capacidad crítica y autocritica Capacidad de trabajar relacionados con los conceptos propiedades de las en equipo básicos ejemplificando cargas eléctricas, interdisciplinario fenómenos electrostáticos en el campo eléctrico y Ley Sistémicas: campo de las comunicaciones. de Coulomb. Capacidad de aplicar los conocimientos en la practica los resultados obtenidos en las Habilidades de 1.4. Campo eléctrico. Utilizar herramientas computacionales para comprobar investigación

4 prácticas de laboratorio (p. e. applets o laboratorios virtuales) Capacidad de aprender 1.5. Ley de Gauss para el campo eléctrico. Calcula campos eléctricos a partir de: ley de gauss y potencial eléctrico. Exponer los conceptos de flujo de campo y ley de Gauss y explicar la solución de problemas del tema Potencial eléctrico. Presenta casos de aplicaciones que incluyen los parámetros estudiados Capacitancia. Resuelve problemas de capacitancia. Explicar el conceptos de potencial eléctrico y su relación con el campo eléctrico y explicar la solución de problemas del tema. Definir el concepto de capacitancia y como se construyen un capacitor. Explicar el comportamiento de capacitores en serie y paralelo así como el calculo de la energía almacenada por un Capacitor. 4

5 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0 % B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 10 % C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase 25 % D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento critico 15 % E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarios en su aprendizaje 10 % F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada 10 % 4.1a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores (A, B, C, D) y (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente. Notable Cumple con B y D, y uno de (A o C) y uno de (E o F) de los alcanzada Bueno indicadores definidos en el desempeño excelente. Cumple al menos con B, D y/o uno de (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente Suficiente Cumple al menos con los indicadores B Y D de los indicadores definidos en el desempeño excelente. no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente. 69 o menos.

6 4.1b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Examen escrito El docente aplicara el examen escrito revisara y evaluara Investigación investigación previa a la entrega, una vez Exposición exposición previa a la entrega, una vez Practica práctica previo a la entrega, una vez Total

7 No.: 2 Descripción: Comprende y aplica los conceptos básicos de energía electrostática para utilizarlos en los circuitos eléctricos Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Actividades de aprendizaje (que hace el alumno) Actividades de enseñanza (que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 2. Electrodinámica 2.1. Carga, Corriente, voltaje y potencia. Exposición de la teoría y de los conceptos de corriente, resistencia y Ley de Ohm, Kirchhoff y Joule Resistencia eléctrica. Solución de problemas prácticos relacionados con los conceptos básicos. 2.. Ley de Ohm. Verificación de los mismos en forma práctica dentro del laboratorio y con el uso de simuladores. Interpreta las leyes de Ohm, Kirchhoff y joule para su Definir los conceptos Instrumentales: de carga, corriente Capacidad de análisis voltaje y potencia y síntesis. Capacidad de Exponer el concepto organizar y planificar de resistencia eléctrica y Conocimientos resolver problemas generales básicos Realizar circuitos Solución de eléctricos de corriente continua con resistencias problemas Interpersonales: en conexiones serie, Capacidad crítica y paralelo y mixto autocritica verificando los resultados Capacidad de utilizando herramientas trabajar en equipo computacionales. interdisciplinario Verificación de la Sistémicas: constante de tiempo en Capacidad de aplicar un circuito RC. los conocimientos en la practica 4 Explicar el concepto Habilidades de de ley de ohm así como investigación Capacidad de

8 aplicación en circuitos resistivos. de ley de Kirchhoff y sus aplicaciones en la solución de problemas prácticos. Verificación de las Leyes de Ohm y Kirchhoff. aprender 8 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0 % B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 10 % C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase 25 % D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento critico 15 % E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarios en su aprendizaje 10 % F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada 10 % 4.2a Niveles de desempeño

9 Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores (A, B, C, D) y (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente. Notable Cumple con B y D, y uno de (A o C) y uno de (E o F) de los alcanzada Bueno indicadores definidos en el desempeño excelente. Cumple al menos con B, D y/o uno de (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente Suficiente Cumple al menos con los indicadores B Y D de los indicadores definidos en el desempeño excelente. no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente. 69 o menos. 4.2b Matriz de evaluación

10 Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Examen escrito El docente aplicara el examen escrito revisara y evaluara Investigación investigación previa a la entrega, una vez Exposición exposición previa a la entrega, una vez Practica práctica previo a la entrega, una vez Total

11 No.: Descripción: Comprende las leyes electromagnéticas para interpretar los fenómenos magnéticos Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Actividades de aprendizaje (que hace el alumno) Actividades de enseñanza (que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica. Campo Magnético.1. Magnetismo y campo magnético..2. Ley Biot Savart. Comprende las Leyes de Biot Savart, Gauss y Ampere por medio de ejemplo prácticos... Fuerza magnética sobre una carga. Realiza prácticas de laboratorio que involucren los principios de campo magnético..4. Campo magnético. Comprende los conceptos de Explicar la existencia de los campos magnéticos y como se pueden observar. Verificación de la existencia de campos Magnéticos y del espectro electromagnético. Explicar la leyes que permiten medir el campo magnético Verificación de Campo Magnético en bobinas y electroimán. Explicar el efecto de los campos magnéticos sobre las cargas eléctricas. Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar Conocimientos generales básicos Solución de problemas Interpersonales: Capacidad crítica y autocritica Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario Sistémicas: Capacidad de aplicar los conocimientos en la practica Habilidades de investigación Capacidad de aprender 2 4

12 .4.1 Líneas de campo magnético..4.2 Flujo magnético..4. Espectro electromagnético..5. Ley de Gauss para campo magnético. Campo magnético y flujo magnético para identificar su diferencia. Realiza diversos cálculos en representaciones aplicadas a las comunicaciones. Definir la ley de Gauss y su aplicación para el cálculo de densidad magnética..6. Ley de Ampere. Verificación de la ley de Amper. 2 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0 % B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 10 % C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase 25 % D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento critico 15 % E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarios en su aprendizaje 10 % F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada 10 % 4.a Niveles de desempeño

13 Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con los indicadores (A, B, C, D) y (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente. Notable Cumple con B y D, y uno de (A o C) y uno de (E o F) de los alcanzada Bueno indicadores definidos en el desempeño excelente. Cumple al menos con B, D y/o uno de (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente Suficiente Cumple al menos con los indicadores B Y D de los indicadores definidos en el desempeño excelente. no alcanzada Insuficiente No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente. 69 o menos. 4.b Matriz de evaluación

14 Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Examen escrito El docente aplicara el examen escrito revisara y evaluara Investigación investigación previa a la entrega, una vez Exposición exposición previa a la entrega, una vez Practica práctica previo a la entrega, una vez Total No.: 4 Descripción: Aplica el concepto de inducción electromagnética para la solución de

15 problemas en las ciencias de la ingeniería. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica Actividades de aprendizaje (que hace el alumno) Actividades de enseñanza (que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 4. Electromagnetismo Realiza prácticas de 4.1. Fuerza electromotriz laboratorio que involucren los inducida. principios del electromagnetismo. Investiga aplicaciones de inducción magnética. Identifica en las máquinas y equipos eléctricos las leyes electromagnéticas que rigen su funcionamiento Ley de Faraday. Investiga: Ley de Biot-Savart, Ley de Ampere, Ley de Gauss y potencial magnético. Realiza experimentos relacionados con fuerza magnética y campo magnético (Fuerza magnética sobre un alambre que conduce corriente, líneas de campo magnético, bobina desmagnetizadora.) 4.. Ley de Lenz. Utiliza software de simulación en la solución de problemas. Plantear proyecto de esta asignatura Explicar las leyes de Lenz y Faraday y el concepto de campos eléctricos inducidos y FEM inducida. Verificación de la Ley de Faraday. Uso de herramientas computacionales (applets) Instrumentales: Capacidad de análisis y síntesis. Capacidad de organizar y planificar Conocimientos generales básicos Solución de problemas Interpersonales: Capacidad crítica y autocritica Capacidad de trabajar en equipo interdisciplinario Sistémicas: Capacidad de aplicar los conocimientos en la practica Habilidades de investigación Capacidad de

16 4.4. Ecuaciones de Maxwell. Analiza cada una de las leyes empleadas en electrodinámica mediante herramientas computacionales. Aplica la Ley de Faraday, Ley de Lenz y las ecuaciones de Maxwell en la solución de problemas. para verificar las leyes electromagnéticas. Exponer las leyes de Maxwell y la aportación a la física moderna aprender 2 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos 0 % B. Hace aportaciones a las actividades académicas desarrolladas 10 % C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase 25 % D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento critico 15 % E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarios en su aprendizaje 10 % F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada 10 % 4.4a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica

17 alcanzada no alcanzada Excelente Notable Bueno Suficiente Insuficiente Cumple con los indicadores (A, B, C, D) y (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente. Cumple con B y D, y uno de (A o C) y uno de (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente. Cumple al menos con B, D y/o uno de (E o F) de los indicadores definidos en el desempeño excelente Cumple al menos con los indicadores B Y D de los indicadores definidos en el desempeño excelente. No se cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño excelente o menos. 4.4b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia

18 Examen escrito Investigación Exposición Practica A B C D E F Total El docente aplicara el examen escrito revisara y evaluara investigación previa a la entrega, una vez exposición previa a la entrega, una vez práctica previo a la entrega, una vez

19 4. Fuentes de información y apoyos didácticos Fuentes de información: Halliday, David y Resnick, Robert. Física II. Cuarta edición. Ed. CECSA. Sadik, M. Elementos de electromagnetismo. Ed. Mc Graw Hill. Cheng, David. Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería, Ed. Addison Wesley Iberoamericana. Clayton, R. Paul y Whites, Keith W. Introduction to electromagnetic Fields., Ed. Mc Graw Hill. Plonus, M. A. Electromagnetismo Aplicado. Ed. Reverte. Serway, Raymond A. Física Vol. II. Ed. McGraw-Hill. Del Toro, Vicent. Circuitos Magnéticos. Ed. McGraw-Hill. Ohanian, Market. Física para Ingeniería y Ciencias. 2ª edición. Ed. Mc Graw Hill. Sears y Semansky. Física Universitaria. Ed. Pearson Eduacation. Sewert, Carnie. Física Electricidad y Magnetismo. Ed.Learn. Bueche, Hetch. Física General Serie Schaum. 1ª Edicion. Mc Grawill. Ulaby, Fawwas. Fundamentos de aplicaciones en electromagnetismo. 5ª. Ed. Pearson México Apoyos didácticos: Pizarrón Proyector Software Libro de Texto

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