10 Número de semanas 16 Castro Castro Darío, López Pérez William, Mass Varela Nombre de el(los) docente(s)

Transcripción

1 Identificación del curso 1 División Ciencias Básicas Departamento Física Nombre del curso Física Electricidad Código del curso FIS 1043 Nivel del curso BASICO Requisitos FIS 1023 Número de créditos del curso 4 No. de horas teóricas por semanas 4 No. de horas prácticas por semanas 1 No. de horas por semana de trabajo independiente del estudiante 10 Número de semanas 16 Castro Castro Darío, López Pérez William, Mass Varela Nombre de el(los) docente(s) Julio, Miranda Crespo Juan, Castro Pedro, Pérez Ascario, Cabarcas Jari, Ruíz Eder, Mendoza Victor, Gómez Andrés Ubicación de el(los) docente( s) (es)(oficina, ) Departamento de Física- Edifico Julio Muvdi Horario de atención: Acordado con el profesor Web del curso 1. Descripción de la asignatura Este es un curso teórico-práctico de nivel básico y se desarrolla en dos partes. La primera parte comprende el estudio del campo electrostático, el potencial eléctrico, la corriente eléctrica y los circuitos C. D. La segunda parte comprende el estudio del campo magnético, sus fuentes, la inducción electromagnética, la inductancia y la energía magnética. Cada unidad incluye experiencias de laboratorio realizada por los estudiantes y experiencias de carácter demostrativo realizadas por el profesor. 2. Justificación La inclusión de esta asignatura en los programas de ingeniería se debe a que su contenido contribuye en la formación tanto metodológica como científica del estudiante. Además constituye por si sola, el soporte de algunas asignaturas del área básico-profesional y profesional de dichos programas. Esta asignatura es importante porque contribuye a la formación de competencias científicas, comunicativas y de desarrollo humano básicas: cognoscitivas, procedimentales y actitudinales, de los estudiantes de todos los programas de ingeniería. Contribuye a sentar las bases para la preparación de la profesión y el trabajo en equipo, a través, de la toma de una conciencia moral y ética y de sólidos principios ciudadanos que posibiliten su desarrollo individual y con alto sentido social, para contribuir dignamente al desarrollo regional y nacional. Página 1 de 11

2 2 3. Competencia a desarrollar Competencia Básica Institucional: Desarrollar la capacidad para la síntesis, el análisis y la abstracción, de tal manera que permita reunir, organizar, relacionar y utilizar la información en el proceso de construcción de futuros aprendizajes. 4. Objetivo general del curso Este curso se orientará a: que el estudiante adquiera de forma lógica, coherente y equilibrada los conceptos más importantes asociados a los campos eléctricos y magnéticos de modo que pueda aplicarlos con éxito en la descripción física de su entorno. Al mismo tiempo, se espera que adquiera habilidad en el manejo de instrumentos relacionados con mediciones de variables electromagnéticas y bases sólidas para sus estudios posteriores (L1). De igual forma se busca que al finalizar el curso el estudiante sea capaz de hacer una síntesis del electromagnetismo básico y que dado un problema, sea capaz de identificar y definir claramente el problema y generar alternativas de solución. Con el curso de Física Electricidad se espera que los estudiantes desarrollen competencias científicas y comunicativas al adquirir las destrezas de recopilar y organizar datos; inferir, analizar y resolver problemas en el contexto de fenómenos y situaciones físicas. Página 2 de 11

3 5. Resultados de aprendizaje 3 Al finalizar el curso, los estudiantes deben estar en capacidad de: Dimensión de la competencia Conocimientos (saber conocer) Habilidades (saber hacer) Resultado de aprendizaje Describir los principios fundamentales del electromagnetismo. (L1) Aplicar adecuadamente los principios adquiridos a la resolución de problemas físicos y de aplicación a la ingeniería. (L4) Analizar dimensionalmente las magnitudes electromagnéticas tratadas. (L2) Elaborar informes orales y escritos de un tema asociado a los vistos en el curso. (L2) Usar los conocimientos adquiridos en el curso para realizar un análisis a fenómenos del electromagnetismo. (L4). Manejar apropiadamente algunos instrumentos relacionados con las mediciones eléctricas. Actitudes (saber ser) Trabajar en equipo generando un ambiente colaborativo Utilizar sus destrezas para el análisis crítico de una situación problemática, teniendo en cuenta el siguiente esquema; análisis físico, análisis gráfico, explicación del procedimiento, uso y simplificación de unidades, desarrollo matemático y resultado. (L5) Integrar las TIC s de la Universidad del Norte en el proceso de enseñanzaaprendizaje (L7) Página 3 de 11

4 6. Programación del curso 4 Temas 1. CARGA ELECTRICA, LEY DE COULOMB, CAMPO ELECTRICO Y LEY DE GAUSS Subtemas 1.1. Carga eléctrica. Aisladores conductores. y Tiempo de trabajo presencial en horas Trabajo independiente 1 Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 secciones 21.1 y Lectura en el texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed. sección Lectura en el texto Física de Castro 1a. Ed. secciones 1.1 hasta inclusive Ley de Coulomb Campo eléctrico y fuerzas eléctricas 1.4. Cálculos de campos eléctricos Líneas de campo eléctrico 1.6. Dipolos eléctricos 1.7. Flujo eléctrico. Cálculo de flujo eléctrico Lectura página 774 del texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección Lectura página 778 del texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed Lectura página 778 del texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed y Lectura página 781 del texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed Ley de Gauss 2 Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección Lectura sección 24.5 del texto Página 4 de 11

5 2. POTENCIAL ELECTRICO 3. CAPACITANCIA Y DIELECTRICOS 1.9. Aplicaciones de la ley de Gauss Cargas en conductores 3 Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección laboratorio N 1: Electrización de los cuerpos y Enero 29 Febrero 2 Semana 2 conservación de la carga PRIMER PARCIAL 2 Feb Feb Energía potencial eléctrica 2.2. Potencial eléctrico 2.3. Cálculo de potencial eléctrico 2.4. Superficies equipotenciales 2.5. Obtención del campo eléctrico a partir del potencial eléctrico laboratorio N 2: Líneas de campo eléctrico y superficies equipotenciales 3.1. Capacitores y Capacitancia. Calculo de la capacitancia Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección 23.5 Lectura página 828 del texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed. Lectura secciones 25.7 y 25.8 Febrero 26 Marzo 2 Semana 6 5 del texto 24.1 Lectura sección 26.7 del texto Página 5 de 11

6 4. CORRIENTE ELECTRICA Y CIRCUITOS C.D 3.2. Capacitores en serie y en paralelo 3.3. Energía en un capacitor y en un campo eléctrico Capacitores con dieléctrico. laboratorio N 3: Capacitancia y dieléctricos 4.1. Corriente y densidad de corriente eléctrica Resistividad y conductividad Resistencia y ley de Ohm Fuerza electromotriz circuitos. y 4.5. Energía y potencia en circuitos eléctricos Resistencias en serie y en paralelo 4.7. Reglas de Kirchhoff , 24.5 Lectura sección 26.6 del texto Marzo 5 Marzo 9 Semana Lectura sección 28.5, 28.6 del texto Lectura en el texto sección , Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección Circuito RC laboratorio N 4: Ley de Ohm Marzo 12 Marzo 16 Semana 8 SEGUNDO PARCIAL 2 Marzo 19 Marzo 23 6 Página 6 de 11

7 5. CAMPO MAGNETICO Y SUS FUENTES laboratorio N 5: Leyes de Kirchhoff 5.1 Fuentes del campo magnético 5.2 Líneas de Campo, flujo magnético y ley de Gauss del magnetismo 5.3 Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético. 5.4 Aplicaciones del movimiento de partículas cargadas 5.5 Fuerza magnética sobre un conductor con corriente. 5.6 Fuerza y momento de torsión sobre una espira con corriente. Abril 2 Abril 6 Semana , Lectura sección 29.5, 29.6 del texto , Campo magnético de una carga en movimiento 5.8. Campo magnético de un elemento de corriente (Ley de Biot-Savart) Campo magnético de un conductor recto con corriente Fuerza entre conductores paralelos Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección Página 7 de 11

8 5.11. Campo magnético de una espira circular con corriente INDUCCIÓN ELECTROMAGNETICA Ley de Ampère Aplicaciones de la ley de Ampère Lectura en el texto Física de Lea y Burke Vol. 2 3a Ed. sección , 28.8 Abril 23 Abril 27 Semana 13 laboratorio N 6: Campo magnético de un solenoide TERCER PARCIAL 2 Abril 30 Mayo Experimentos de inducción 6.2. Ley de Faraday 6.3. El principio de funcionamiento del generador de corriente alterna. Valor eficaz de I y V Lectura en el texto sección Ley de Lenz Fuerza electromotriz de movimiento Campos eléctricos inducidos 6.7. Corriente de desplazamiento Página 8 de 11

9 6.8. Ecuaciones de Maxwell laboratorio N 7: Inducción Electromagnética 2 Lectura en el texto sección 31.7 Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección 29.7 Lectura en el texto Física de Castro 1a. Ed. capítulo5 Mayo 7 Mayo 11 Semana Auto inductancia e inductores 2 Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección 30.1, Energía del campo magnético Circuito RL Lectura en el texto Sears Vol2. Ed. 13 sección 30.4 Página 9 de 11

10 10 7. Opciones metodológicas-actividades de aprendizaje Con la siguiente metodología se pretende alcanzar los objetivos propuestos El alumno debe leer previamente el tema a desarrollar por el profesor Exposición de los temas por parte del profesor, estimulando la participación del estudiante por medio de preguntas, problemas y situaciones modelo. (L1) Programación de clases prácticas que impliquen discusión y resolución de preguntas y problemas modelo, se hará énfasis en el uso del lenguaje científico apropiado para la descripción de las situaciones. (L2) Asignación de lecturas complementarias (en español o inglés) a través del catálogo web de la asignatura, revisiones bibliográficas y problemas para su estudio o resolución como trabajo fuera de clase, que serán evaluadas en clase mediante quices, foros o mesas redondas o la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión (L3). Asignación de actividades que serán desarrolladas en grupo, en clase o por fuera de ellas a criterio del profesor y que pueden ser evaluadas con la estrategia que el profesor considere conveniente para la discusión (L2). Asignación de material complementario (en español o inglés) a través del catálogo WEB de la asignatura (L2, L6). Realización de prácticas de laboratorio de carácter demostrativo por parte del profesor que ayuden al estudiante a apropiarse de los conceptos tratados. También, los estudiantes, en grupos de 4, realizarán experiencias en el laboratorio, bajo la supervisión del profesor y del auxiliar de laboratorio de física electricidad. Cada grupo rendirá un informe de la respectiva práctica, en la forma que exija su profesor. 8. Evaluación Tres cortes parciales y un examen final. La valoración de los cortes es la siguiente: primer corte 15%, segundo y tercer corte 30% y el último corte 25%. La nota de los tres primeros cortes estará integrada así: un examen escrito cuyo valor es 70% y el 30% restante serán: quices (al menos uno de obligatorio cumplimiento), los informes de laboratorio realizados en el período en que se desarrolló dicho parcial, controles de trabajos y revisión de tareas, pasadas al tablero, participaciones en clase. Cada parcial se hará sobre un determinado material, que también incluye obligatoriamente los temas relativos a las experiencias e informes de laboratorio realizados. Cada parcial debe tener al menos la siguiente estructura: (1) una pregunta de análisis de una situación física donde el estudiante muestre su capacidad para analizar y redactar una respuesta con sentido físico, esta puede ser abierta o de selección múltiple (2) una pregunta relativa al laboratorio que pueden ser de procedimiento, de los objetivos o de los resultados obtenidos (3) dos problemas o ejercicios de desarrollo donde el estudiante justifique claramente sus procedimientos matemáticos haciendo énfasis en el uso de las unidades. Los quices se realizarán con tiempo máximo de 30 minutos y su desarrollo es a criterio del profesor. El corte final tiene un valor del 25% de la nota definitiva y está divido de la siguiente manera: el informe correspondiente a la práctica de Inducción electromagnética y los quices tendrá un valor de 20% y el examen final escrito tendrá un valor de 80%. El examen final será departamental. Los controles de trabajos y tareas serán evaluadas en los exámenes parciales a criterio de cada profesor. Todos los exámenes serán en la fecha, hora y sitio de acuerdo al horario de clases; los supletorios se rigen por el reglamento de estudiantes vigente. La inasistencia a las clases de experiencias de laboratorio tendrá una nota de 0.0. No existen supletorios de quices. Página 10 de 11

11 11 PARCELACION DE FISICA ELECTRICIDAD - UNIVERSIDAD DEL NORTE La valoración de los informes de laboratorio se realizará de acuerdo con la siguiente tabla Item a evaluar Valoración Problema 20% Anotaciones y cálculos (Trabajo directo en el laboratorio) 40% Conclusiones 40% Evidencia de aprendizaje Periodo de la evaluación Primer parcial Quinta semana de clases- Feb. 19 Feb. 23 (Comprende el tema 1 ) Segundo parcial Novena semana de clases Mar. 19 Mar. 23 (Comprende los temas 2, 3 y 4) Tercer parcial Decimocuarta semana de clases Abr. 30 May. 4 (Comprende el tema 5 ) Examen final El examen final se llevará a cabo en la fecha, hora y sitio determinado por la Universidad (Comprende los temas 5 y 6 ) Ponderación de la evaluación (sobre cada corte) 70/100 70/100 70/100 80/ Bibliografía 1. Sears, F.; Zemansky, M.; Young, H.; Freedman, R. Física Universitaria, Vol. 2. Decimotercera edición. México, Pearson Educación de México, p, ISBN: Serway, R.; Beichner, R.. Física. Para estudiantes de ciencias e ingeniería. Vol ª edición. México: McGraw-Hill, ISBN: Castro, D.; Olivo, A. Física Electricidad. Para Estudiantes de ingeniería, notas de clase. Primera edición. Barranquilla: Ediciones Uninorte, p. ISBN: Lea, S.; Burke, J. Física. La naturaleza de las cosas, Vol. 2. Primera edición. México: International Thomson Editores, Physics, Brooks/Cole, p. ISBN: Ohanian, H; Markert, J. Física para ingeniería y ciencias. Vol ª edición. México: McGraw-Hill, ISBN: Castro, D.; Lobo, R.; Miranda, J.; et-al. Manual de Laboratorio de Física Electricidad. Tercera edición. Barranquilla: Ediciones Uninorte, p. ISBN: Bauer, W; Westfall G. Física para ingeniería y ciencias. Segunda edición. McGraw-Hill, ISBN: Halliday, D.; Resnick R.; Walker, J. Fundamentos de Física. Octava Edición. Grupo Editorial Patria, ISBN: Página 11 de 11