4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CURSO Al finalizar la unidad 1, los alumnos trabajando individualmente y en equipos serán capaces de:

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1 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Laureate International Universities SILABO DEL CURSO ELECTRICIDAD MAGNETISMO Y ÓPTICA 1. DATOS GENERALES 1.1. Facultad : Ingeniería Carrera Profesional : Ingeniería Sistemas Departamento : Ciencias 1.4. Tipo de curso : Obligatorio 1.5. Requisito : Matemática Ciclo de Estudios : IV 1.7. Duración del curso : 18 semanas Inicio : 18 de Agosto de 2008 Término : 20 de Diciembre de Extensión Horaria : 4 horas semanales 2 h Teoria, 2h Problemas. 1.9 Créditos : 03 créditos 1.10 Periodo lectivo : Docentes Julio C. Idrogo Córdova : jic@upnorte.edu.pe 2. FUNDAMENTACIÓN El curso de Electricidad, magnetismo y óptica es de naturaleza teórico aplicativo, cuya finalidad es proporcionar al estudiante una presentación clara y lógica de los conceptos, principios básicos y leyes de conservación referidos a las interacciones eléctricas y magnéticas, y a la óptica, reforzando la comprensión de estos conceptos mediante la discusión de aplicaciones a la técnica, la simulación de sistemas físicos en la computadora. El entorno en el que se desenvolverá el futuro profesional, requiere que el estudiante tenga una visión comprensiva de los fundamentos de los equipos usados en el proceso productivo y la habilidad de analizar, plantear y resolver problemas referentes a sistemas físicos, con propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas. 3. COMPETENCIA DEL CURSO Maneja los conceptos, fundamentos, principios y leyes del electromagnetismo y de la óptica, aplicando estratégicamente los procedimientos derivados de dichos conceptos, con el fin de analizar y resolver problemas que se presente en el futuro, reconociendo la validez o inconsistencia de los modelos matemáticos empleados en el cálculo de magnitudes útiles; así mismo, tendrán la habilidad de aprender nuevas nociones, buscar información adicional y trabajar en equipo. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DEL CURSO Al finalizar la unidad 1, los alumnos trabajando individualmente y en equipos serán capaces de: Utilizar la Ley de Coulomb en el cálculo del campo eléctrico debido a una distribución de carga. Utilizar la Ley de Gauss para determinar el campo eléctrico de una distribución simétrica de carga. Calcular el potencial eléctrico en diversas distribuciones de carga. Definir la capacidad y calcularla para los casos de condensadores planos, cilíndricos y esféricos. Describir a los materiales dieléctricos Comprender el funcionamiento de un osciloscopio y el monitor de un computador. Al finalizar la unidad 2, los alumnos trabajando individualmente y en equipos serán capaces de: Definir y discutir los conceptos de corriente eléctrica y densidad de corriente. Comprender el estado de superconductividad. 1

2 Enunciar la Ley de Ohm y las reglas de Kirchhoff y utilizarlas en el análisis de distintos circuitos de corriente continua. Analizar el comportamiento de un circuito RC en corriente continua Comprender el funcionamiento de los transductores, micrófonos y del teclado. Comprender el funcionamiento de las pantallas táctiles Al finalizar la unidad 3, los alumnos trabajando individualmente y en equipos serán capaces de: Calcular la fuerza magnética sobre elementos de corriente y sobre una carga móvil en un campo magnético determinado. Enunciar la Ley de Biort Savart y la ley de Ampere y utilizarla para calcular el campo magnético producido por un conductor recto, portador de corriente, y sobre el eje de una espira circular de corriente. Establecer y usar las leyes de Faraday y Lenz para determinar la fem inducida por un flujo magnético variable. Comprender el proceso de almacenamiento magnético. Comprender el funcionamiento de los filtros analógicos. Al finalizar la unidad 4, los alumnos trabajando individualmente y en equipos serán capaces de: Definir y discutir los conceptos de rayo de luz Establecer las leyes de la reflexión Establecer la ley de Snell de la refracción Obtener las imágenes que se forman en los espejos. Obtener las imágenes que se forman en las lentes. Comprender como funciona una fibra óptica. 5. CONTENIDOS CONCEPTUALES Unidad 1: Campo y potencial eléctrico Carga eléctrica. Fuerza de Coulomb Campo eléctrico. Flujo eléctrico Potencial eléctrico. Condensadores. Aplicaciones Unidad 2: Corriente eléctrica Corriente eléctrica. Resistencia eléctrica. Superconductividad. Modelo de conducción eléctrica. Reglas de Kirchhoff. Circuito RC en corriente continúa. Aplicaciones. Unidad 3: Campo magnético Fuerzas magnéticas. Campo magnético creado por corrientes eléctricas. Inducción magnética. Inductancia. Energía magnética. Circuito RL y RLC. Señales eléctricas. Aplicaciones. Unidad 4: Óptica Reflexión de la luz. Duración: 4 semanas Duración: 4 semanas Duración: 4 semanas Duración: 3 semanas 2

3 Espejos. Refracción de la luz. Lentes. Aplicaciones. 6. CONTENIDOS PROCIDEMENTALES Unidad 1: Campo y potencial eléctrico Analizan distribuciones de carga discreta y continua, determinando en cada caso la fuerza eléctrica, el campo eléctrico y el potencial eléctrico. Describe el funcionamiento de un osciloscopio y el monitor de un computador. Unidad 2: Corriente eléctrica Resuelven problemas con combinación de resistencias. Analizan circuitos de corriente continua, usando las reglas de Kirchhoff y el método de mallas. Analizan los circuitos de corriente continua que contengan una resistencia y un condensador. Describe el funcionamiento de los transductores, micrófonos, del teclado y de pantallas táctiles. Unidad 3: Campo magnético Analizan el movimiento de una partícula y de un conductor cuando se encuentran en un campo magnético. Resuelven problemas usando la Ley de Biot Savart y la Ley de Ampere. Analizan el comportamiento de una espira dentro de un campo magnético, cuando este varia y cuando varia la superficie de la espira y del ángulo que ella forma con el campo magnético. Describe el proceso de almacenamiento magnético y el funcionamiento de los filtros analógicos Unidad 4: Óptica Analizan la formación de imágenes en un espejo y una lente. Describe el funcionamiento de una fibra óptica. Crean sus propios problemas relaciones a los temas de física, haciendo uso de un software interactivo. 7. CONTENIDOS ACTITUDINALES Responsabilidad, orden y limpieza. Interés por aprender y mejorar sus habilidades. Disposición al trabajo en equipo. Disposición de búsqueda de información adicional. Pensamiento reflexivo y disposición para analizar críticamente un problema. Disposición a integrar los conocimientos adquiridos. 8. METODOLOGÍA GENERAL DEL CURSO 8.1. Intervenciones en clase, como medio para que el alumno aplique e investigue los conocimientos recibidos en el desarrollo de la misma Se aplicarán prácticas calificadas, pruebas individuales en clase, como medio para que el alumno aplique los conocimientos recibidos en el desarrollo de la misma, como entrenamiento para el examen y como medio para ir midiendo sus logros académicos de manera continua Práctica grupal evaluada en clase, donde los estudiantes descubran y construyan sus propios conocimientos, donde el docente cumplirá una labor de facilitador y guía, con los alumnos para delinear mejor su proceso de aprendizaje Práctica calificada individual, como medio para que el alumno aplique los conocimientos recibidos en clase, como entrenamiento para el examen y como medio para ir midiendo sus logros académicos de manera continúa. En esta práctica, recibirá la atención del docente, como facilitador y guía de la práctica Desarrollo y Exposición de trabajos, como medio para que los alumnos apliquen los conocimientos recibidos en clase, así como encontrar la madurez para aplicar estos conocimientos a un caso real. En estos trabajos recibirá la asesoría y guía del docente. 9. PROGRAMACIÓN 3

4 Unidad SEM Temas Unidad 1: Campo y potencial eléctricos Unidad 2. Corriente eléctrica Unidad 3. Campo magnético 1 Carga eléctrica. Fuerza de coulomb. Campo eléctrico. Flujo eléctrico. Energía potencial electrostática. Potencial eléctrico. 2 Campo eléctrico en función del potencial. Conductor en equilibrio electrostático. Aplicación: La caja de Faraday. Capacidad de un condensador. 3 Movimiento de partículas cargadas en un campo eléctrico uniforme Aplicación: el osciloscopio y el monitor de un computador. Descripción de los dieléctricos. Dieléctrico en un campo eléctrico. 4 Condensadores con dieléctricos Desplazamiento. Polarización eléctrica Examen de unidad (T1) [1] CAPÍTULOS 1 y 2 [2] CAPÍTULOS 2 [4] CAPÍTULOS 23, 24 y 25 [5] CAPÍTULOS 18, 19, 20 y 21 Ferroeléctricos. Aplicación: celda de memoria. Aplicación: el papel y tinta electrónica. 5 Transductores. Micrófono y teclado. Aplicación: pantallas táctiles. Aplicación: impresión electrofotográfica. Tipos de conductores y corrientes. Intensidad y densidad de corriente. 6 Características eléctricas de los conductores. Superconductividad. Modelo de conducción eléctrica. Emisión electrónica en conductores. 7 Ley de Joule. Aplicación: consumo eléctrico. Fuerza electromotriz Reglas de Kirchhoff. 8 Circuitos RC. Aplicación: señal de salida de un micrófono. Examen de unidad (T2) [1] CAPÍTULOS 2, 3 y 4 [2] CAPÍTULOS 2 y 4 [4] CAPÍTULOS 26 y 27 [5] CAPÍTULOS 22 y 23 9 EXAMEN PARCIAL (Del 13 al 18 de Octubre ) Acciones del campo magnético. Fuerza de Lorentz. Lay de Gauss del magnetismo. Ley de Ampere. Momento magnético de los átomos. Magnetización e intensidad de campo magnético. Ferromagnetismo, paramagnetismo y diamagnetismo. Aplicación: almacenamiento magnético. Corriente de inducción Autoinducción e inductancia. Circuitos RL. Energía de un campo magnético asociado a un inductor. Oscilaciones eléctricas. Generación de corriente alterna. Circuito RLC en serie. Potencia eléctrica. Señales eléctricas. Aplicaciones: sintonización de una emisora de radio, transformadores, filtros analógicos y ancho de banda de un canal de comunicaciones. Examen de unidad (T3). [1] CAPÍTULOS 6,7 y 8 [2] CAPÍTULOS 3 y 5 [4] CAPÍTULOS 28 y 29 [5] CAPÍTULOS 24 y 25 4

5 Unidad 4. Óptica Reflexión de la luz. 14 Formación de imágenes en espejos. Refracción de la luz Formación de imágenes en las lentes. 15 Reflexión interna total. Aplicación: fibra óptica. Examen de unidad (T4) Presentación de portafolio de actividades (T5) 16 Presentación y sustentación del proyecto final de síntesis (T5). [3] CAPÍTULOS 4 y 5 [4] CAPÍTULOS 35 y 36 [5] CAPÍTULOS 30 y EXAMEN FINAL ( DEL 08 AL 13 DE DICIEMBRE) 18 EVALUACIÓN SUSTITUTORIA (DEL 15 AL 20 DE DICIEMBRE) 10. SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO La evaluación es un proceso continuo y utiliza como instrumentos a los exámenes de unidad, los exámenes grupales y los controles de lectura, que son de carácter escrito. Adicionalmente se evaluará a través de la presentación y sustentación de un trabajo de investigación El cronograma de la evaluación continua del curso es el siguiente: ESPECIFICACIÓN DE TRABAJOS DEL CURSO T Descripción Semana T1 Primera Práctica Calificada (Evaluación Teórica) 4 T2 Segunda Práctica Calificada (Evaluación del Trabajo de investigación) 8 T3 Tercera Práctica Calificada (Evaluación Teórico Práctica) 13 T4 Cuarta Práctica Calificada (Evaluación Teórico Práctica) 15 T5 Presentación y sustentación del proyecto final de síntesis 16 El peso de cada T es: EVALUACIÓN PESO (%) ESCALA VIGESIMAL T1 10 1,2 T2 15 1,8 T3 20 2,4 T4 25 3,0 T5 30 3,6 TOTAL 100% 12 La composición de cada T se detalla a continuación T1, T2, T3, T4 Incluye: a) Dos controles de lectura (10%) b) Prácticas dirigidas (trabajo grupales). (15%) c) Examen de unidad. (70%) d) Participación en clase (5 %) T5- Incluye: a) Presentación y sustentación de portafolio (35%) b) Sustentación de proyectos. (65%) La presentación del portafolio es obligatoria y se presentara anillado, en el debe figurar los exámenes y las hojas de trabajo desarrolladas. Los pesos ponderados de las clases de evaluación son los siguientes: EVALUACIÓN PESO (%) ESCALA VIGESIMAL 5

6 PARCIAL 20 4 CONTINUA FINAL 20 4 TOTAL 100% 20 La evaluación Sustitutoria evalúa toda la temática desarrollada en el semestre y se rinde la semana consecutiva al término de los exámenes finales y su nota reemplazará, necesariamente, a la nota de un examen (Parcial o Final) o la nota de un T (evaluación continua), de tal manera que el resultado final sea favorable al alumno. 11. BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: [1] MONTOTO SAN MIGUEL Luis, Thomson Editores Spain Paraninfo S.A FUNDAMENTO FÍSICOS DE LA INFORMÁTICA Y LAS COMUNICACIONES [2] GÓMEZ VILDA Pedro / NIETO LLUIS Victor, Pearson Educación, S.A FUNDAMENTOS FÍSICOS Y TECNOLÓGICOS DE LA INFORMÁTICA [3] HECHT Eugene / ZAJAC Alfred 2000 ÓPTICA [4] SERWAY, Raymond 2006 FÍSICA TOMO 2 [5] TIPLER Paul FÍSICA TOMO 2 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA: [6] HEWITT Paul 2004 Física conceptual [7] MAIZTEGUI / SABATO 1997 Introducción a la Física [8] SEARS / ZEMANSKY 2005 Física Universitaria REFERENCIAS WEB [9] [10] SOFTWARE: Física con ordenador Curso Interactivo de Física en Internet (Actualización Febrero 2006) Interactive Physics Software de física versión