CONTENIDO PROGRAMÁTICO

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1 CONTENIDO PROGRAMÁTICO Fecha Emisión: 2011/09/15 Revisión No. 1 AC-DO-CF-8 Página 1 de 8 NOMBRE DEL CONTENIDO PROGRAMÁTICO Física Electricidad Magnetismo y Laboratorio CÓDIGO PROGRAMA Ingenierías (Mecatrónica, Industrial, Multimedia, Civil y Telecomunicaciones) ÁREA DE FORMACIÓN Ciencias Básicas. Sub área: Ciencias Naturales. SEMESTRE Tercero o cuarto PRERREQUISITOS Física Mecánica y Laboratorio COORDINADOR DE ÁREA Jesús Adalberto Mappe Bautista DOCENTE (S) CRÉDITOS ACADÉMICOS 4 HORAS DE ACOMPAÑAMIENTO DIRECTO 3 HORAS DE TRABAJO MEDIADO O 2 DIRIGIDO HORAS DE TRABAJO INDEPENDIENTE 7 ENFOQUE GLOBAL DE LA ASIGNATURA Electrostática, Potencial eléctrico y capacitores, Corriente eléctrica y circuitos CD, Magnetismo, Ondas electromagnéticas. JUSTIFICACIÓN En la Ingeniería actual, las aplicaciones tecnológicas prácticas derivadas de los fenómenos electromagnéticos son de gran importancia. Por esto es fundamental que el estudiante en su formación básica estudie los conceptos, principios y leyes que rigen la electricidad, el magnetismo y las ondas electromagnéticas, con el ánimo de comprender su utilidad en la vida práctica cotidiana y estar en la capacidad de explicar y utilizar los avances científicos y tecnológicos que en estos campos se están presentando. OBJETIVO GENERAL De la labor del docente: Orientar al estudiante durante su construcción de los conceptos físicos básicos de la electricidad, el magnetismo y las ondas electromagnéticas. Motivar al estudiante para que asimile la física como perspectiva de reflexión con base en el razonamiento inductivo que permite la creación de principios, leyes, teorías y modelos de explicación de fenómenos naturales y aplicaciones tecnológicas. Mostrar desde la base del razonamiento lógico deductivo, como a partir de las leyes de la física, puede diseñar e implementar procesos para la solución de problemas científico - tecnológicos de la Ingeniería. AC-DO-CF-8 Página 1 de 8

2 Proporcionar las herramientas tecnológicas necesarias para que desde la práctica experimental incremente el valor agregado a sus conocimientos. Del Estudiante: Conocer como a partir de la lógica inductiva se construye el conocimiento teórico en física y como a partir de las teorías y aplicando la lógica deductiva se solucionan situaciones problémicas, resaltando la relación existente entre la teoría y el experimento. Identificar e interpretar las leyes del electromagnetismo que describen y explican el comportamiento de las partículas cargadas eléctricamente en campos eléctricos y magnéticos, la producción de campos, la inducción electromagnética, desarrollando habilidad y destreza en la aplicación de estas leyes como inicio a su formación científica - básica que le permita sistematizar el trabajo en la solución de problemas tecnológicos. Generar criterios, a través del conocimiento físico de la materia y energía, que le permitan valorar y utilizar de manera científica y tecnológica los recursos naturales para un desarrollo sostenible de la nación. COMPETENCIA GLOBAL Al terminar el curso el estudiante desarrollará competencias globales: Capacidad de aprender, desarrollando los procesos de análisis, síntesis y razonamiento crítico. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS Específicas. Estas son las correspondientes al área e incluyen los conocimientos y destrezas que deben manejar los estudiantes. Cognitivas: El estudiante debe poseer un nivel adecuado de conocimientos sobre: Los fenómenos y leyes físicas fundamentales del electromagnetismo. Los conceptos y técnicas matemáticas aplicadas en la física del electromagnetismo. La metodología científica. Las interrelaciones de la física con las demás ciencias naturales y la ingeniería. Comunicativas: El estudiante estará en capacidad de: Producir informes, ensayos o resúmenes sobre tópicos relacionados con la disciplina. Investigativas: El estudiante estará en capacidad de: Explicar en forma verbal o escrita el significado físico de conceptos, leyes y principios del electromagnetismo. Interpretar información y literatura científica. AC-DO-CF-8 Página 2 de 8

3 ESQUEMA GENERAL DE LOS CONTENIDOS CONTENIDOS ELECTROSTÁTICA. Modelos atómicos de la materia, Ley de Coulomb y principio de superposición. Concepto de campo eléctrico, líneas de campo eléctrico y principio de superposición, Cálculo de campos eléctricos para distribuciones discretas y continuas de carga, movimiento de partículas cargadas en campos eléctricos y el concepto de flujo eléctrico. Análisis del dipolo. Trabajo Asistido Laboratorio: Campo eléctrico (video), Electroscopio. POTENCIAL ELÉCTRICO Y CAPACITORES. Potencial eléctrico y energía potencial eléctrica. Relación potencial eléctrico campo eléctrico, Potenciales para distribuciones discretas y continuas de carga. Definición de capacitor y capacitancia. Cálculo de la capacitancia para las diferentes geometrías. Energía almacenada en un capacitor y su relación con el campo eléctrico. Determinación de capacitancia equivalente para diferentes combinaciones de capacitores. Dieléctrico dentro de un capacitor. Trabajo Asistido Laboratorio: Aparatos eléctricos de medida, superficies equipotenciales. CORRIENTE ELÉCTRICA Y CIRCUITOS DC. Modelos de conducción eléctrica y sus implicaciones tecnológicas. La ley de Ohm y consecuencias. Consideraciones de energía y potencia eléctrica. Circuitos en serie y paralelo, las leyes de Kirchhoff, circuitos DC. Análisis del circuito RC. Trabajo Asistido Laboratorio: Ley de ohm, circuitos en serie, circuitos en paralelo, leyes de kirchhoff, puente de Wheatstone. MAGNETISMO. Revisión histórica, e interpretación de los conceptos relacionados con el magnetismo. Interacción del campo magnético con partículas cargadas y corrientes eléctricas (fuerza, torques y momentos magnéticos). Las fuentes de campo magnético. La ley de Biot Savart. Ley de Ampere y sus aplicaciones. Flujo magnético y ley de Gauss para el campo magnético. La ley de Faraday para campos electromagnéticos dependientes del tiempo y sus aplicaciones (generadores y motores). Las ecuaciones de Maxwell y sus implicaciones tecnológicas. Auto inductancia e inductancia mutua y su relación con circuitos AC. Trabajo Asistido Laboratorio: Circuito RC, Inducción electromagnética, Campo magnético terrestre. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS. Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas, ondas electromagnéticas y la velocidad de la luz, ondas electromagnéticas planas, ondas electromagnéticas sinusoidales y ecuaciones de Maxwell, energía y cantidad de movimiento transportado por una onda electromagnética, vector Poynting, y Espectro electromagnético. Aplicaciones. AC-DO-CF-8 Página 3 de 8

4 SISTEMA DE EVALUACIÓN Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%) Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor % Trabajo asistido: Quices, talleres Docencia directa Parcial trabajo individual Laboratorios La calificación obtenida en cada corte, en el Laboratorio de Física que el estudiante inscribió y cursa simultáneamente con la teoría, corresponde al 30% de cada corte en la asignatura teórica Física Electricidad y Magnetismo. El docente del laboratorio de Física Electricidad y Magnetismo, consigna las notas en la carpeta que para tal fin hay en el laboratorio. El docente de la asignatura teórica, hará el cómputo correspondiente. La evaluación del laboratorio es correspondiente con la siguiente tabla: Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%) Cantidad Valor % Cantidad Valor % Cantidad Valor % Docencia directa, cuices trabajo asistido sustentación y examen trabajo individual Informes laboratorios BIBLIOGRAFÍA REYES, T. PEDRO J. Las Unidades de Medición Tienen su Cuento. UMNG ISBN: SEARS - ZEMANSKY - YOUNG FREEDMAN. Física Universitaria. Vol 2. Undécima Edición. Editorial Addison Wesley longman. México Referencia biblioteca UMNG: 530/S31f SERWAY y JEWETT. Física Para ciencias e ingenierías Vol 2. México. Editorial Thomson sexta edición. Referencia biblioteca UMNG: 530/S37. TIPLER PAUL A. Physics for scientists and engineers fourth edition. Wit freeman and company / worth publishers. New York Referencia biblioteca UMNG: /L31c BAIRD, (1991), Experimentación, México, Prentice Hall Hispanoamericana AC-DO-CF-8 Página 4 de 8

5 htm MATERIAL COMPLEMENTARIO DE APRENDIZAJE PARA ESTUDIANTES Recursos didácticos. Laboratorio con Equipamiento de Equipos para la realización de prácticas de Electromagnetismo. Material Multimedia: Hardware: Laboratorio de Física con Equipamiento de Equipos de Computo e Interfaces para la adquisición y tratamiento de datos experimentales. Software: de las Interfaces compatible con Microsoft Office. Enlaces en la red: Página del curso (Anterior Aula Virtual). Curso : Física Electricidad y Magnetismo. Control de Cambios Razones del Cambio Unificación de criterios de evaluación en el laboratorio. Cambio en los porcentajes de evaluación para el primero y segundo corte Cambio a la Revisión # 1 Fecha de emisión Acta Comité Departamento 11/12/ Dic 5/ /01/ Ene 16/ 14 AC-DO-CF-8 Página 5 de 8

6 DEPARTAMENTO DE FISICA PARCELADOR FISICA ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO - INGENIERIAS Semana Fecha Lunes- Sábado Enero 2 27 Ene Febrero Febrero Febrero Febrero Febrero Marzo Marzo Marzo Semana Fecha Lunes- Sábado TIPO DE CLASE TEMA O ACTIVIDAD ACADÉMICA A DESARROLAR EN LA CLASE PRESENCIAL Carga eléctrica. Estructura de la materia. Conductores y aislantes. Ley de Coulomb. Principio de superposición. Aplicaciones Campo Eléctrico Campo eléctrico y cálculo del campo eléctrico de distribuciones discretas. Electroscopio. Movimiento de cargas en campos eléctricos uniformes. Superficies Equipotenciales Campo eléctrico de distribuciones continúas. Aplicaciones. Flujo de campo eléctrico. Aparatos de Medida Eléctrica 1 Ley de Gauss. Primer parcial. Primera evaluación. Primer parcial. Energía potencial eléctrica. Potencial eléctrico. Cálculos de potencial. Relación entre el potencial y el campo eléctrico Conceptos de energía y de potencial. Aparatos de Medida Eléctrica 2 TIPO DE CLASE Retroalimentación Primer parcial. Capacitores y capacitancia. Calculo de capacitancia en el vacío. Aplicaciones Resistencias serie y paralelo Combinación de capacitores. Almacenamiento de energía. Capacitores con dieléctricos. Ley de Ohm Corriente eléctrica. Densidad de corriente. Resistencia y resistividad. Ley de Ohm Circuitos Serie y Paralelo TEMA O ACTIVIDAD ACADÉMICA A DESARROLAR EN LA CLASE PRESENCIAL ACTIVIDADES ACADÉMICAS INDEPENDIENTES QUE DEBE DESARROLLAR EL ESTUDIANTE Modelos atómicos. Cargas eléctricas y sus propiedades. Concepto Campo Eléctrico Campo Gravitacional. Cargas y campos eléctricos. Movimiento de cargas eléctricas en campos Eléctricos. Concepto de flujo. Aplicaciones ley de Gauss. Aplicaciones de la Ley de Gauss. Conceptos de energía y de potencial. Concepto de capacitancia. Aplicaciones de los capacitores Densidad de energía Conceptos de: corriente y resistencia eléctrica. Relación entre Campo eléctrico y la resistencia. ACTIVIDADES ACADÉMICAS INDEPENDIENTES QUE DEBE DESARROLLAR EL AC-DO-CF-8 Página 6 de 8

7 Semana Fecha Circuitos de corriente continúa. Leyes de Kirchhoff. Circuitos RC. ESTUDIANTE Soluciones de sistemas de ecuaciones simultaneas Marzo Mar. 05 Abril Abril SEGUNDA EVALUACIÓN Campo magnético. Fuerza magnética. Líneas de campo. Movimiento de partículas cargadas en campos magnéticos. Aplicaciones Fuerza magnética sobre conductores de corriente. Fuerza y momento de torsión sobre espiras. Segundo parcial Leyes de Kirchoff Segundo Parcial. Ley de Biot-savart. Cálculos de campo magnético producido por alambres, espiras y solenoides. Puente de Wheastone Conceptos de magnetismo, campo magnético. Solenoides y toroides, aplicaciones Abril Abril Abr Mayo Mayo Mayo Mayo Mayo SEMANA SANTA Retroalimentación Primer parcial Flujo Magnético. Ley de Gauss del magnetismo. Ley de Ampere. Aplicaciones. Inducción magnética. Ley de Faraday. Aplicaciones. Ley de Lenz. Fuerza electromotriz Generador y Motor de corriente eléctrica. Circuito R.C Campos eléctricos inducidos. Aplicaciones de la ley de inducción electromagnética Inducción Electromagnética. Ondas electromagnéticas y Ecuaciones de Maxwell. Ondas electromagnéticas planas y Leyes de Maxwell. sinusoidales. Interpretación Campo Magnético Terrestre. Energía Y Cantidad De Movimiento De Las Ondas Electromagnéticas Tercera Evaluación EXAMEN FINAL UNIFICADO. Cantidad de movimiento y energía Viernes 23 de Mayo de 2014 hora 10:00 am Evaluación 1º y 2º corte Quices y talleres 20% Laboratorio y sustentación 30% Parcial 50% 3er corte Quices y talleres 20% Laboratorio y sustentación 30% Examen Final 50% BIBLIOGRAFÍA- INFOGRAFÍA SEARS ZEMANSKY. Física. Vol ó 12. Ed SERWAY-JEWET. Física Vol. 2. México. Thomson editores Sexta edición. SERWAY. RAYMOND. Física. Vol. 2. Cuarta Ed. FEYNMAN. LEIGHTON. Física. AC-DO-CF-8 Página 7 de 8

8 Departamento de Física. Tel: ext 1523 física@unimilitar.edu.co co/fuerza/fuerza.htm AC-DO-CF-8 Página 8 de 8